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infotek 2020-12-21 09:26

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 Qs\m"yx  
qDlh6W?}k  
本文您将会学到如下内容: 9(-f)$u  
 透镜基本参数输入; 7{W#i<W  
 优化变量与评价函数设定; Bp:PAy  
 优化; 3Gk\3iU!  
 照度分析; ,8Eg/  
9-ei#|Vnt[  
2. 操作流程 f;{K+\T  
) dB?Ep|  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 5MX7V4ist  
s:/Wz39SY3  
7T69tQZ<  
2) 创建透镜 (&o|}"kRq  
m#Y[EPF=|  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ! (H RP9  
0bz':M#k &  
u2o196,Ut  
3) 输入透镜参数 y8.3tp  
9EFQo^ E  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; ]broU%#"  
'.gLqm}%  
MkK6.qV\z  
Y@l>4q")  
将第二面的圆锥系数改为-1
z km#w  
4) 创建LED光源 2Q;g|*]  
V*,6_ -^l  
7W.z8>p  
光源类型为Random plane ; ]K-B#D{P  
光线数为10000; Xs Ey8V  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; U-.A+#<IT9  
形状选为椭圆; Q$^)z_jai  
E0t%]?1  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. `p#u9M>  
半径选择60度 Yc`PK =!l  
类型选择 Lambertian !QsmT3   
形状选择 Elliptical HO}eu  
O5v~wLx9e  
波长选择默认默认波长 ?m bI6fYv  
Power默认为1 watts p)c"xaTP#F  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm n2N:rP  
'GF<_3I2l  
LED光源设定办法 X,`^z,M%I  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) \R.Fmeko  
=`+c}i?  
波长设定,颜色选为绿色
LL%s$>c65A  
功率设定(在Power units选择Watts)
M?v`C>j  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane '>Uip+'  
[P3 Z"&  
创建平面探测器(plane)
)Im3';qt  
F7&Oc)f"B  
6) 创建分析面 c :u2a/Q?  
T]lVwj  
]L;X Aj?  
#gSIa6z1W  
光线滤光器设置 3e?a$~9  
7) 执行光线追迹 rPx:o}&<  
w)<h$ <tU  
t@cImmh\T  
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。 '/GZ/$a_l  
nV_[40KP_  
8) 优化设定 *n*po.Xr  
O[5u6heNMr  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 115zvW  
yIf>8ed]#  
定义变量
vq8&IL  
定义评价函数 (RMS Direction Spread)
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
+"3K)9H  
9) 优化 #vPf$y6jCI  
u;/<uV3  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 +8 }p-<a  
^~DClZ  
EViDMp"  
tW \q;_DSr  
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
JU!vVA_  
mApl}I  
10) 光线追迹与结果分析 ^2eH0O!  
WoD Qg64  
;hkzL_' E)  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 I`[s(C>3@  
9UcSQ"D  
Ji;R{tZ.R  
优化后透镜的面型如下: i3<ZFR  
透镜渲染效果
o]WG8Mo-  
QQ:2987619807
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