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infotek 2020-12-21 09:26

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 r!gCh`PiK  
6e-h;ylS  
本文您将会学到如下内容: $P9$ ,w4  
 透镜基本参数输入; bc}OmPE  
 优化变量与评价函数设定; w*kFtNBfU  
 优化; ={vtfgxl  
 照度分析; ij5=f0^4.  
:q[n1 O[Ch  
2. 操作流程 rd~W.b_b  
!td.ks0  
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。 >w;W& [  
T.N7`  
(G!J==  
2) 创建透镜 M\4;d #  
-2Cf)>`v  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens <Y'YpH`l  
BCB/cBE  
#/=yz<B  
3) 输入透镜参数 a8P 6-)W  
QHz76i!=>  
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; 69[k ?')LM  
)L("t  
: 2d9ZDyD  
? NK} q\$  
将第二面的圆锥系数改为-1
3YF]o9  
4) 创建LED光源 S.>9tV2Ca  
KTJ $#1q  
 +6-!o,(  
光源类型为Random plane ; =W^L8!BE'  
光线数为10000; 2 ~'quA  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; zX Pj7K*  
形状选为椭圆; .]l2)OlLQ  
7B :aJfxM  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. nQVBHL>  
半径选择60度 L,GtIZkE  
类型选择 Lambertian IKp x~  
形状选择 Elliptical a{.n(M  
&<b7T$c  
波长选择默认默认波长 $^ 3 f}IzA  
Power默认为1 watts haK5Oe/cE  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 0R%58,R  
>p:fWQ6  
LED光源设定办法 +:Zi(SuS]  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) |mA*[?ye@  
E:OeU_\  
波长设定,颜色选为绿色
_/\H3  
功率设定(在Power units选择Watts)
8RD)yRJ  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane T ua @w+  
KrzM]x  
创建平面探测器(plane)
oI/ThM`=q  
<3CrCEPC  
6) 创建分析面 "G(/MT^C  
!d_A?q'hN  
t9{EO#o' k  
$^>vJk<  
光线滤光器设置 g/gLG:C  
7) 执行光线追迹 ^Y |s^N  
Rw% KEUDm  
n\Nl2u& m  
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。 "TI? qoz  
\)WjkhG<w#  
8) 优化设定 oc Uu  
1jVcL)szU  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Op~+yMef  
;zODp+4@Q  
定义变量
;wZ.p"T9^  
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)
IgJC>;]u  
9) 优化 GK+w1%6)  
V:18]:  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 _aYQ(FO  
y 6< tV.  
k9]n/  
KG@hjO  
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
471}'3  
Tr)[q>  
10) 光线追迹与结果分析 0jH2. d=  
Sq%R  
,fRb6s-  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 6W Zp&pO  
?Fu.,srt  
IZLX[y  
优化后透镜的面型如下: uWE@7e4'I  
透镜渲染效果
/FY_LM  
QQ:2987619807
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