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infotek 2020-12-21 09:26

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 k4!_(X%8  
lzz;L z  
本文您将会学到如下内容: \t/0Yh-'  
 透镜基本参数输入; m2YsE  j7  
 优化变量与评价函数设定; '\+"3!$  
 优化; >@ xe-0z  
 照度分析; !*HJBZ]q  
r b\t0tg  
2. 操作流程 ~t/i0pKq.  
1c429&-  
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。 KZ%us6  
U 8p %MFD  
>M!LC  
2) 创建透镜 r:g_mMvB  
ij~-  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens  +Mhk<A[s  
:vx<m_  
(9TSH3f?  
3) 输入透镜参数 /3tErc'  
% ;R&cSZ  
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; WHOX<YJs  
md? cvGDE  
sWMln:=  
~tV7yY|zr  
将第二面的圆锥系数改为-1
z*q+5p@~  
4) 创建LED光源 L<3+D  
rnQ_0d  
CY{!BV'  
光源类型为Random plane ; \=[j9'N>  
光线数为10000; ^,t@HN;gA  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; &Td)2Wt  
形状选为椭圆; sf[|8}(  
)8eb(!}7  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Y*p<\{,oC  
半径选择60度 fA?v\'Qq/  
类型选择 Lambertian V/#J>-os}W  
形状选择 Elliptical 2<p@G#(  
surNJ,)  
波长选择默认默认波长 bu<d>XR  
Power默认为1 watts sQ^t8Y 9  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm Jc}6kFgO6  
n-],!pL^  
LED光源设定办法 QG~6mvD  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) OI"g-+~  
#Ha"rr46p  
波长设定,颜色选为绿色
_KkaseR  
功率设定(在Power units选择Watts)
CDXN%~0h  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane >3B {sn}  
5#N<~  
创建平面探测器(plane)
)?{!7/H F@  
8 l)K3;q_  
6) 创建分析面 IGVq`Mxj  
C4`&_yoP4-  
Lk@+iHf  
:t9![y[=|  
光线滤光器设置 m[Ihte->  
7) 执行光线追迹 1#7|au%:)  
pU<J?cU8N  
)\VuN-d  
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。 <Opw"yY&q]  
~6Fh,S1?  
8) 优化设定 3`{;E{  
GD d'{qE6  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化  [ OUV!o  
+/eJ#Xw3u8  
定义变量
W94u7a  
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)
\v\ONp"  
9) 优化 T,uF^%$@AQ  
$joGda  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 2-N7%]h  
n 3&h1-  
Lb<IEy77\  
("j;VqYUL  
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
ss}-YnG  
`AvK8Wh<+  
10) 光线追迹与结果分析 D]aQt%TL  
Gf9sexn]l  
IA Ma  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 s5+;8u9K  
QGV#AID3XW  
*S}CiwW>/  
优化后透镜的面型如下: y( 22m+B  
透镜渲染效果
\o2l;1~  
QQ:2987619807
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