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infotek 2020-12-21 09:26

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 ~Qzb<^9]  
(U"Ub;[7  
本文您将会学到如下内容: 4Gl0h'!(  
 透镜基本参数输入; {*VCR  
 优化变量与评价函数设定; :` >|N|i  
 优化; sd;J(<Ofh  
 照度分析; -@49Zh2'  
RbUhLcG5  
2. 操作流程 `T H0*:aI  
cd36f26`"w  
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。 cd8~y  
W+3ZuAP\n  
,wJ#0?  
2) 创建透镜 ~7$E\w6  
pyEi@L1p  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens }cK<2J#  
p@H]F<  
 y{h y  
3) 输入透镜参数 ,f`435R  
t?NB#/#%x  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; (VYY-%N`  
!xs. [&u8  
+*2wGAT  
2c>eMfa  
将第二面的圆锥系数改为-1
s; 'XX}Y  
4) 创建LED光源 T+z]ztO  
}`g:) g J  
ueO&%  
光源类型为Random plane ; 2Yd0:$a  
光线数为10000; PI>PEge!&  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Ue:'55  
形状选为椭圆; i>!7/o  
c\i`=>%b@  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. +I$c+WfU  
半径选择60度 b#U nE  
类型选择 Lambertian Ri]7=.QI`  
形状选择 Elliptical z?$F2+f&  
zzsQfI#  
波长选择默认默认波长 p[BF4h{E  
Power默认为1 watts NET?Ep  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm +0U{CmH  
/.<tC(  
LED光源设定办法 ^6!C":f  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) #3@ Du(_n  
H=E`4E#k  
波长设定,颜色选为绿色
hC ^|  
功率设定(在Power units选择Watts)
5~T`R~Uqb  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane }Z T{  
`IQ01FuP  
创建平面探测器(plane)
Dm=t`_DL8  
]>fAV(ix  
6) 创建分析面 Ju3-ZFUS4  
m,nZrap  
wjk-$p  
Js7(TFQE  
光线滤光器设置 !'>(r K$  
7) 执行光线追迹 &jCT-dj  
zoXCMBg[  
' N$hbl  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 %M{qr!?uj  
NNZ%jJy?=,  
8) 优化设定 o JC-?  
3V:{_~~  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 K;jV"R<9  
[:gPp)f,  
定义变量
2XhtK  
定义评价函数 (RMS Direction Spread)
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
HRkO.230  
9) 优化 xW@y=l Cu  
DSGtt/n  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 2N_8ahc  
O]{3aMs!Y  
S,Q!Xb@  
C"bG?Mb  
优化结束后会弹出如下报告
在输出结果可以看到当前评价函数数值
V@gweci  
,"?h _NbF  
10) 光线追迹与结果分析 5wM*(H^c[  
ySP1,xq  
Wyu$J  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 5/j7C>  
D=}UKd  
c$?(zt ;  
优化后透镜的面型如下: &phers  
透镜渲染效果
MhMY"bx8  
QQ:2987619807
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