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infotek 2020-12-21 09:26

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 !5yRWMO9X~  
{d&X/tT  
本文您将会学到如下内容: Tz+HIUIxF  
 透镜基本参数输入; Q$/V)0  
 优化变量与评价函数设定; l{M;PaJ`}  
 优化; 2V#c[%vI  
 照度分析; u^j8 XOT  
'-$))AdD  
2. 操作流程 !C9ps]6  
3ybK6!g`[  
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。 pCB 5wB  
jh<TdvF2$  
U-wq- GT  
2) 创建透镜 [q0_7  
{mCKTyN+  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens [ t>}SE  
7,) 67G;  
CVyx lc>  
3) 输入透镜参数 bIvJs9L  
~`nm<   
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; .Um?5wG~i  
BK`Q)[  
2)HxW}o  
'xLM>6[wz  
将第二面的圆锥系数改为-1
i?1js! 8  
4) 创建LED光源 > {'5>6u  
a2(D!_dZR  
D:ql^{~  
光源类型为Random plane ; F]URf&U  
光线数为10000; w~cq% %  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; mG}^'?^K  
形状选为椭圆; 60U{ e}Mkb  
\Y>#^b?  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. }5TfQV6  
半径选择60度 PMz{8 F  
类型选择 Lambertian 8|S1|t,  
形状选择 Elliptical Y:tW]   
`g4Ekp'Rp[  
波长选择默认默认波长 1`2);b{@  
Power默认为1 watts n6}E4Eno  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm @&i#S}%/  
{|7OmslC@  
LED光源设定办法 :uU]rBMo  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) `[C  v-  
34+)-\xt:  
波长设定,颜色选为绿色
mCC:}n"#  
功率设定(在Power units选择Watts)
G>_42Rp  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 9" }^SI8  
yPzULO4  
创建平面探测器(plane)
I;Z`!u:+  
e@2E0u4  
6) 创建分析面 ]sm0E@1  
c*M)DO`y;h  
u$Pf.#  
i SAidK,  
光线滤光器设置 l?yZtZ8  
7) 执行光线追迹 L_.xr ?  
Lv,ji_  
#Tg|aW$(*  
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。 Q J(e*/  
w/^0tZ~  
8) 优化设定 N#-kk3!Z;  
a\[fC=]r:  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Rrs`h `'-  
a?U%l9F  
定义变量
F-reb5pt.=  
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)
KOAz-h@6   
9) 优化 )z*$`?)k  
X"qbB4 (I  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 {%+3D,$)  
$S)e"Po~5  
 2U+z~  
i}$N&  
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
<'4!G"_EP  
(X`t"*y"  
10) 光线追迹与结果分析 #LNB@E  
[ ;3EzZL  
]Xkc0E1  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 _uy5?auQ  
9q0,K" x)  
WKYA9BaR  
优化后透镜的面型如下: >{LJ#Dc6  
透镜渲染效果
8HH.P`Vk#  
QQ:2987619807
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