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infotek 2021-09-15 09:29

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 D=w9cKa  
ggCr-  
本文您将会学到如下内容: cqg=8$RB  
 透镜基本参数输入; m'.T2e.u  
 优化变量与评价函数设定; nL;K|W  
 优化; ]I XAucI]  
 照度分析; 3Wj,}  
U2&HSE|2J  
2. 操作流程 S_T  
LV=^jsQ5  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 >40 GP#Vz  
M7U:g}  
)_pt*xo  
2) 创建透镜 j&llrN  
(1y='L2rj  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens W8uVd zQ   
(+$ol'i  
s;>VeD)*)  
3) 输入透镜参数 z6}Pj>1  
p[;8  
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; P7Z<0Dt\}  
Z]e4pR6!  
_s@bz|yqw  
)T<D6l Lt  
将第二面的圆锥系数改为-1
4 f3=`[%  
4) 创建LED光源 _}z_yu#jY  
0i _  
${0%tCE  
光源类型为Random plane ; ]g7HEB.Y  
光线数为10000; ) 1BiEK`v  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Ahd\TH  
形状选为椭圆; 7n [12:  
lSs^A@s  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. rkP4<E-M  
半径选择60度 ]#M/$?!]g2  
类型选择 Lambertian J(&Gmk9&  
形状选择 Elliptical e7hO;=?b'  
:MdEr//w  
波长选择默认默认波长 zdT->%  
Power默认为1 watts uJm#{[  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 7rJ9 }/<I  
@qpYDnJ:  
LED光源设定办法 a]{uZGn@i  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) s|BX> 1  
]zy~@,\  
波长设定,颜色选为绿色
a5>)?m  
功率设定(在Power units选择Watts)
`Q+i-y  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane qYDj*wqf  
B>ge, }{  
创建平面探测器(plane)
;*"!:GR%h  
rS=tcB O  
6) 创建分析面 4*YOFU}l  
s&Z35IM8|  
@-}D7?  
!k%l+I3J[  
光线滤光器设置 pqkcf \  
7) 执行光线追迹 BQ5_s,VM  
o- cj&Cv%  
J.*[gt%O|  
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。 (0X,Qwx  
JgxE|#*7U  
8) 优化设定 Z={D0`  
A8#.1uEgNb  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 #: dR^zr<  
`WP@ZSC6  
定义变量
:h^O{"au^  
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)
NW }>pb9  
9) 优化 e~tr^$/(  
87&KQ_  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 M-}j9,oR`  
rSM$E  
m]{<Ux  
4!NfQk>X  
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
y21)~  
YJ &lB&xH  
10) 光线追迹与结果分析 m OwWg  
E`A<]dAoK  
aW52.X z%8  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 ;"d?_{>7  
bbE bf !E  
CsJ)Z%4_  
优化后透镜的面型如下: \f8P`oET~  
透镜渲染效果
Dq0-Kf,^  
QQ:2987619807
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