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infotek 2021-09-15 09:29

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 eUQrn>`  
f{G ^b&x  
本文您将会学到如下内容: z'j4^Xz?%$  
 透镜基本参数输入; GK~uoz:^O  
 优化变量与评价函数设定; (HDR}!.E  
 优化; S sGb;  
 照度分析; SwXVa/9a"  
V*}ft@GPD  
2. 操作流程 K>N\U@@8i  
4*P#3 B'@V  
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。 -LhO </l  
b<n*wH  
Jx!#y A;  
2) 创建透镜 ?^n),mR  
@j=:V!g2O  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens r roI  
l1l=52r   
+0_e a~{  
3) 输入透镜参数 +DU^"q=  
9sJ=Nldq  
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; ~}pc&jz>q  
";yey]  
GRM6H|.  
m}hEi  
将第二面的圆锥系数改为-1
Gh>&+UA'$1  
4) 创建LED光源 ~G,_4}#"pM  
\| &KD  
VkdGGY  
光源类型为Random plane ; "ngULpb{R  
光线数为10000; HCfme<'  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ( RO-~-  
形状选为椭圆; + fS<YT  
z?dd5.k  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 3>M%?d  
半径选择60度 VK286[[fv  
类型选择 Lambertian g&z8t;@  
形状选择 Elliptical ORuC("  
/s*.:cdH  
波长选择默认默认波长 u}3D'h  
Power默认为1 watts ,_iq$I;  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ]-8WM5\qJM  
^G|* =~_  
LED光源设定办法 s@Dln Du .  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) I+=+ ,iXhB  
Ps!umV  
波长设定,颜色选为绿色
5`Q j<   
功率设定(在Power units选择Watts)
&S,_Z/BS;  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane TyDh\f!w  
m< H{@ZgN(  
创建平面探测器(plane)
:of(wZa3Q  
?iZ2sRWR6  
6) 创建分析面 Z1#u&oX  
E\|nP~;~F9  
/~M H]Gh  
N=AHS  
光线滤光器设置 jp_|pC'  
7) 执行光线追迹 sUF9_W5z  
}R`Rqg-W  
NV7k@7_{B  
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。 |BbzRis  
yQuL[#p  
8) 优化设定 N_I KH)  
D/?Ec\ t  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 'IG@JL'  
0z'GN#mT5  
定义变量
H4s~=iB  
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)
9.8%Iw  
9) 优化 #MKM.T,\t  
zcKQD)]  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 Wl |5EY  
 =*&[K^  
o:D,,MkSw  
[% C,&h5  
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
T]\c2U  
.4p3~r?=S  
10) 光线追迹与结果分析 'C/yQvJ  
;xZjt4M1  
z%OKv[/N  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 )\|+G5#`  
&W,jR|B  
ZUHRATT-  
优化后透镜的面型如下: [ n7>g   
透镜渲染效果
tO&ffZP8$  
QQ:2987619807
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