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infotek 2020-12-21 09:26

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 3M$X:$b  
)G4rJ~#@  
本文您将会学到如下内容: I{<;;;a  
 透镜基本参数输入; FF@`+T  
 优化变量与评价函数设定; xOM_R2Md  
 优化; O#PwRud$  
 照度分析; `5<1EGJsD  
xSOoIsL[  
2. 操作流程 ;/aB)JZ5=  
Yhk6Uog{4  
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。 @tQ2E}psP,  
.~22^k  
Q;@X2 JSp  
2) 创建透镜 ?.j,Bq5At  
lrn+d$!@  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens :H3(w|T/  
qSR? ,G  
wXcMt>3  
3) 输入透镜参数 neIy~H_#!  
@?vLAsp\  
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; 1)gv%_  
EaCZx  
&*ZC0V3  
F_ _H(}d  
将第二面的圆锥系数改为-1
s79 q 5  
4) 创建LED光源 {\luieG  
>eu `!8  
s8yCC #H"  
光源类型为Random plane ; T7ki/hjRb  
光线数为10000; V-:`+&S{^  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; tNYJQ  
形状选为椭圆; Z3Gm  
jvWI_Fto  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. :;<\5Oy ^  
半径选择60度 RAdvIIQp:  
类型选择 Lambertian BQuRHi IV  
形状选择 Elliptical =;g=GcVK  
+=Yk-nJ  
波长选择默认默认波长 (}6wAfGo  
Power默认为1 watts E2-ojL[6  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm yX3PUO9  
*|sxa#  
LED光源设定办法 yIlV[_  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) v'K % %z  
h1E PaL  
波长设定,颜色选为绿色
)< l\jfx e  
功率设定(在Power units选择Watts)
~DK F%}E  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane /5jKX 5r  
$e>/?Ss  
创建平面探测器(plane)
4@= aa  
9y;y7i{>?  
6) 创建分析面 j,Pwket  
S]vW&r3`  
+tPx0>p;  
|x*{fXdMhr  
光线滤光器设置 {WIY8B'c  
7) 执行光线追迹 $R8>u#K!  
C+T&O  
(/('nY  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 i1tVdbC]  
S!u6dz^[$X  
8) 优化设定 _w\Y{(k  
c{^i$  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ,0BR-#  
fm[_@L% x  
定义变量
!-F^VGD(8  
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)
+SO2M|ru&  
9) 优化 U0!^m1U:  
!T)T_P[  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 {qJHL;mP:8  
a$~IQ2$|6  
"[#@;{@Gt  
bcUC4g\9N  
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
>0kmRVd  
@gH(/pFX  
10) 光线追迹与结果分析 /A %om|+Gq  
N[#iT&@T}/  
|= tJ|  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 W^5<XX,ON  
q-A`/9  
V h Z=,m  
优化后透镜的面型如下: 14mXx}O  
透镜渲染效果
tniPEmeS  
QQ:2987619807
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