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infotek 2020-12-21 09:26

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 <{bxOr+  
L;$>SLl,  
本文您将会学到如下内容: eh<mJL%T  
 透镜基本参数输入; ^}p##7t [  
 优化变量与评价函数设定; [SC6{ |  
 优化; 9QLG:(~;  
 照度分析; qf\W,SM  
znTi_S  
2. 操作流程 OVDuF&0  
+llb{~ZN  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 86 e13MF  
6V]m0{:E  
?..BA&zRk  
2) 创建透镜 e }?.3,?  
Vi-Ph;6[  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens "QNQ00[T`>  
{~F|"v  
F[Mwd &P@  
3) 输入透镜参数 ~[t#$2d}  
<6Gs0\JB  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; yT_W\"=8  
-Q@f),  
> d p/  
jL^@;"/XhC  
将第二面的圆锥系数改为-1
=X7kADRq  
4) 创建LED光源 *YeQC t-l  
n]' r3  
gtu<#h(  
光源类型为Random plane ; oH%[8!#  
光线数为10000; [QgP6f]=  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; |_TI/i>?'  
形状选为椭圆; s__xBY  
mXp#6'a  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. zG6l8%q'UE  
半径选择60度 bc'IoD/  
类型选择 Lambertian s{'Sl{-Eu  
形状选择 Elliptical b/:wpy+9Z  
}^Q:Q\  
波长选择默认默认波长 >jAFt_  
Power默认为1 watts zFExYYd   
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm #\lvzMjCC  
\(j*K6#  
LED光源设定办法 z eT`kZ  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) F&czD;F  
0<\|D^m=&h  
波长设定,颜色选为绿色
f_S$CFa@  
功率设定(在Power units选择Watts)
)xV37]  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane FHr)xqo=~  
O68-G  
创建平面探测器(plane)
I!Z`'1"  
!2Nk  
6) 创建分析面 k9rws  
.u&xo{$'dS  
W7!gD  
}b(h D|e  
光线滤光器设置 AuXUD9 -  
7) 执行光线追迹 V )<>W_g  
"frZ%mv  
,w#lUg p  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 I </P_:4G  
UGO;5!  
8) 优化设定 d,(y$V+  
4<#ItQ(  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 F0U %m   
R xITMt  
定义变量
N^rpPq  
定义评价函数 (RMS Direction Spread)
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
larv6ncV  
9) 优化 N 3L$"g5^  
ZxnPSA@%  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 _  Lh0  
Df4O~j$U"s  
kBR=a%kG  
['}|#3*w  
优化结束后会弹出如下报告
在输出结果可以看到当前评价函数数值
/ (BS<A  
kT@ITA22  
10) 光线追迹与结果分析 `}),wBq  
; CCg]hX  
k2D*`\ D  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 crIF5^3Yby  
':4<[Vk  
:b44LXKCP  
优化后透镜的面型如下: l[T-Ak  
透镜渲染效果
vMp=\U-~^  
QQ:2987619807
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