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infotek 2020-12-21 09:26

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 %Ski5q  
2_v>8B  
本文您将会学到如下内容: ![%,pip2/&  
 透镜基本参数输入; G> >_G<x  
 优化变量与评价函数设定; _Oq\YQb v  
 优化; &.B6P|N'  
 照度分析; F{tSfKy2  
p7er04/}\  
2. 操作流程 l[k$O$jo  
O2f2Fb$B7  
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。 q#Vf2U55m  
!f 6  
T(F8z5s5  
2) 创建透镜 gZv <_0N  
2oLa`33c1  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 4uA^/]ygo  
jfamuu7  
L4b4X  
3) 输入透镜参数 ^ EOjq  
Y2n*T KXI,  
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; 63=m11 Z4  
lfP|+=^B  
VWa(@ A  
!4:,,!T  
将第二面的圆锥系数改为-1
s=4.Ovd\  
4) 创建LED光源 CgC wM=!r  
Q #gHD  
-s"lW 7N^  
光源类型为Random plane ; `>Cx!sYhV  
光线数为10000; q0wVV  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; FQ%mNowuj  
形状选为椭圆;  \Z':hw  
F04Etf 2k  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. LNkyV*TI  
半径选择60度 ,e2va7}3  
类型选择 Lambertian CCV~nf  
形状选择 Elliptical intf%T5#  
Hik[pVK@  
波长选择默认默认波长 `Z-`-IL  
Power默认为1 watts |+;"^<T)l  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm >q`X%&l_  
$]FWpr%)  
LED光源设定办法 VM[8w`  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) . +>}},  
_q 8m$4  
波长设定,颜色选为绿色
@zbXG_J  
功率设定(在Power units选择Watts)
~6tY\6$9f  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane (agdgy:#  
)c/] 8KU  
创建平面探测器(plane)
0*)79Sz  
#82B`y<<y/  
6) 创建分析面 $Tg$FfD6&  
!T*izMX}  
Lmb<)YY  
2xX7dl(cC  
光线滤光器设置 y.zQ `  
7) 执行光线追迹 Ty=}A MMyE  
S4w/ kml3  
ZAE;$pkP  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 }1V&(#H2  
C7{wI`~  
8) 优化设定 ]l%j>Vb!L  
DjIs"5Iei  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 =u(fP" |{  
_bX)fnUu  
定义变量
' vwBG=9C  
定义评价函数 (RMS Direction Spread)
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
U:Y?2$#  
9) 优化 nB.p}k  
{)mlXo(On  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 <\5{R@A*6  
-8Ii QRS  
$[Fk>d  
X\;y;pmRH  
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
x-1[2K1"[  
Wh,kJis<  
10) 光线追迹与结果分析 5GKz@as8  
6 Qmtb2  
Sz =z TPnO  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 "jSn`  
T4[eBO  
7P  
优化后透镜的面型如下: IY'S<)vOY  
透镜渲染效果
d^7<l_u~ !  
QQ:2987619807
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