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infotek 2020-12-21 09:26

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 yQ2[[[@k@  
=v;@w$#  
本文您将会学到如下内容: D]y.!D{l2  
 透镜基本参数输入; o*8 pM`uw  
 优化变量与评价函数设定; EPfVS  
 优化; C*zdHzMj  
 照度分析; I#%-A  
.v!e=i}.  
2. 操作流程 WVFy ZpB  
ax}Xsk_  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 53xq%  
cFo-NI2  
'!GI:U+g  
2) 创建透镜 :a`m9s 4  
R'U(]&e.j  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens )Qp?LECrt  
=uEhxs j)S  
'JVvL  
3) 输入透镜参数 /GNYv*  
~KvCb3~X  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; %UhF=C  
H|?`n uiD  
n_Dhq(.  
F[Up  
将第二面的圆锥系数改为-1
\v_( *  
4) 创建LED光源 (6b%;2k  
C7:Ry)8'I  
+/'jX?7x%  
光源类型为Random plane ; .`9KB3  
光线数为10000; j=LF1dG"  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 9 R1]2U$|  
形状选为椭圆; ; o=mL_[  
it@s(1EO#  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. FB`HwE<  
半径选择60度 f #14%?/  
类型选择 Lambertian fq'Of wT  
形状选择 Elliptical !h~\YE)  
YXEZ&$e'  
波长选择默认默认波长 g*uO IF  
Power默认为1 watts * G4;  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ZVL0S{V-mh  
WF7RMQ51j  
LED光源设定办法 {cFei3'q  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) 6=k^gH[g  
t+tGN\q  
波长设定,颜色选为绿色
@AFLFX]  
功率设定(在Power units选择Watts)
Z^'; xn  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane {lA@I*_lj  
lHU$A;  
创建平面探测器(plane)
ObUQB+  
/uWON4  
6) 创建分析面 p%_TbH3j`  
X"]ZV]7(]s  
YH9BJ  
pWqahrWh  
光线滤光器设置 ~F-,Q_|-  
7) 执行光线追迹 rm7UFMCR6i  
w~`P\i@  
ZJqmD  
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。 w,&RHQB  
>4c 1VEi  
8) 优化设定 v3B ^d}+.  
)Z#7%, o  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 0;9 LIL5  
e)M1$  
定义变量
M:~#"lfK  
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)
!Kis,e  
9) 优化 W*0KAC`m  
>_o_&;=`v  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 nz(OHh!}u  
$FoNEr&q  
KK?}`o  
[": x  
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
)`)cB)s  
XxGm,A+>Ty  
10) 光线追迹与结果分析 _> *"6  
L\UYt\ks  
\,WPFV  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 ? DPL7  
pd|s7  
`c icjA@~  
优化后透镜的面型如下: CAXU #  
透镜渲染效果
\%)p7PNY  
QQ:2987619807
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