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infotek 2020-12-21 09:26

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 vA[7i*D{w  
D~|q^Ms,%  
本文您将会学到如下内容: tfh`gUV 4  
 透镜基本参数输入; B-"F67:  
 优化变量与评价函数设定; 2$VSH&  
 优化; e**'[3Y  
 照度分析; ~O!E&~  
}R YPr  
2. 操作流程 Ts|;5ya5m  
yF_/.mI  
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。 {*r!oD!'  
A/fM30  
4x?I,cAN  
2) 创建透镜 A:(qF.Tm  
52,'8` ]  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens R6:m@  
lz1cLl m  
)q\6pO@  
3) 输入透镜参数 }odjaM}5Nc  
AAKc8 {  
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; +"JWsD(C(  
Z!jJ93A"  
x{GFCy7  
~"4Cz27  
将第二面的圆锥系数改为-1
=<zlg~i  
4) 创建LED光源 %da-/[  
Y?zo")  
vq-;wdq?2  
光源类型为Random plane ; Z:V<P,N  
光线数为10000; (v:8p!QN  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Qw|y%Td8r  
形状选为椭圆; `0w!&  
z(2G"}  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. l|vT[X/g  
半径选择60度 \_i22/Et  
类型选择 Lambertian hhI*2|i"L  
形状选择 Elliptical kho0@o+'^  
: t75iB=  
波长选择默认默认波长 ~x@V"rxGw  
Power默认为1 watts O'.{6H;t  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm H`Zg-j`  
>?G!>kw  
LED光源设定办法 JS<w43/j  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) dldS7Q  
:O?3lj)  
波长设定,颜色选为绿色
A@4{-e\  
功率设定(在Power units选择Watts)
[D<(xr&N%  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane YB^m!A),I[  
H7<g5pv  
创建平面探测器(plane)
9y} J|z  
:b_hF  
6) 创建分析面 1]A\@(  
YhooD,[.  
!|9k&o  
f'`y-]"V5)  
光线滤光器设置 98 uMD  
7) 执行光线追迹 3Q)"  
ra_TN ;(  
|RqCI9N6  
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。 fi&>;0?7  
!ZCxi  
8) 优化设定 |S]fs9  
iV\*7  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 o$7UWKW8  
Bi"cWO  
定义变量
ou]jm=4[  
定义评价函数 (RMS Direction Spread)
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
t+^__~IX  
9) 优化 ) :Px`] 5  
r/0AM}[!*j  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 Y;dqrA>@  
uBC#4cX`D*  
y`/:E<fVk  
{W%XS E  
优化结束后会弹出如下报告
在输出结果可以看到当前评价函数数值
/;u=#qu(E-  
4s"x}c">F  
10) 光线追迹与结果分析 \Il?$Kb/  
1$:O9 {F  
R4zOiBi'B  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 BE0Xg  
zY-?Bv_D  
,Hp7`I>/  
优化后透镜的面型如下: SaRn>n\  
透镜渲染效果
(&_^1  
QQ:2987619807
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