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infotek 2020-12-21 09:26

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 =_,w<  
klPc l[.w  
本文您将会学到如下内容: 98x(2fCvF(  
 透镜基本参数输入; ) ><{A  
 优化变量与评价函数设定; Hq=RtW2  
 优化; oSxHTbp?  
 照度分析; "}EydG"=  
++xEMP)  
2. 操作流程 dq[CT  
B6,"S5@  
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。 ,rQznE1e  
e KET8v[  
-8g ;t3z  
2) 创建透镜 1'M< {h<sP  
(G:$/fK  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ceAK;v o  
V"gnG](2l  
U1B5gjN  
3) 输入透镜参数 w+ bMDp  
y 2&G0y  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; Yk[yG;W  
]ZZ7j  
}*;Hhbox  
!<@Zf4m  
将第二面的圆锥系数改为-1
 s(F^P  
4) 创建LED光源 eo"6 \3z  
.hnGHX  
?:~ `?  
光源类型为Random plane ; #}l }1^$  
光线数为10000; Wk`G+VR+  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; .BuY[,I+  
形状选为椭圆; |0BmEF  
pz~AsF  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. |>Kf_b Y#  
半径选择60度 &!a[rvtZ+  
类型选择 Lambertian Sw>AgES  
形状选择 Elliptical KR#Bj?fz-H  
)9==6p  
波长选择默认默认波长 }fUV*U:3  
Power默认为1 watts vV,H@WK  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 'Q?nU^:F#  
gtJUQu p2  
LED光源设定办法 | \C{R  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) d2Bn`VI  
%mg |kb6n  
波长设定,颜色选为绿色
s9zdg"c'  
功率设定(在Power units选择Watts)
Ju Kj  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 9["yL{IPe  
rQ LNo,  
创建平面探测器(plane)
{])F%Q_#cD  
oe# :EfT  
6) 创建分析面 Fn yA;,*  
K>"M# T  
6(VCQ{  
B/&axm%0  
光线滤光器设置 32:q'   
7) 执行光线追迹 A{Jv`K  
ma?$@ ]`k  
/m(vIl  
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。 eZk [6H  
W1iKn  
8) 优化设定 $*{PUj  
|U>BXX P  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 1Hp0,R}  
5JBenTt  
定义变量
rX)PN3TD  
定义评价函数 (RMS Direction Spread)
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
  9Ld3  
9) 优化 N yFa2Ihd  
y!h$Z6.  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 &1 {RuV&t  
D9 OS,U/l  
8yF15['  
b Bb$0HOF  
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
+MIDq{B  
_A;jtS)SY  
10) 光线追迹与结果分析 #db8ur3?  
dc|"34;^"  
mpIRe@#Z  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 JnlM0jc]`  
![18+Q\  
SL? ! RQ  
优化后透镜的面型如下: a]Bm0gdrO  
透镜渲染效果
]3BTL7r  
QQ:2987619807
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