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infotek 2021-09-15 09:29

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 p=QYc)3F  
? QDWuPhN  
本文您将会学到如下内容: D=)f )-u'  
 透镜基本参数输入; b( ^^m:(w  
 优化变量与评价函数设定; +tN &a  
 优化; e|r0zw S  
 照度分析; (,xZGa  
jRpdft  
2. 操作流程 cxYfZ4++m  
J:F^ #gW  
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。 U~2`P  
k,Zm GllQ]  
`4CWE_k  
2) 创建透镜 Kt.~aaG_  
hD<f3_k  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens s-V SH  
!1uzX Kb  
(a6?s{(  
3) 输入透镜参数 Ok%}|/ P4  
[Id}4[={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; ^`qPs/b  
ER{3,0U  
Cj;/Uhs  
;</Twm;:  
将第二面的圆锥系数改为-1
! ]Mc4!E  
4) 创建LED光源 swpnuuC-  
qSO*$1i  
pyW u9  
光源类型为Random plane ; \T-~JQVj  
光线数为10000; J%dJw}  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; q?~Rnv  
形状选为椭圆; chAan~r[*  
|Zq\GA  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. y?N Nz0  
半径选择60度 ;~sr$6  
类型选择 Lambertian hPufzhT  
形状选择 Elliptical 8 HoP( +?  
-'C!"\%  
波长选择默认默认波长 e4qj .b  
Power默认为1 watts \-. Tg!Q6  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm g<[rH%\6fg  
:LV.G0)#  
LED光源设定办法 ^@}#me@  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) pX<a2F P  
nJVp.*S  
波长设定,颜色选为绿色
j.QHkI1.  
功率设定(在Power units选择Watts)
~/`X*n&  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane {:Vf0Mhb  
$+:(f{Va*  
创建平面探测器(plane)
vg5NY =O  
XS0V:<+,  
6) 创建分析面 EE%s<_k`  
2X @G"  
wR7aQg  
'H=weH  
光线滤光器设置 / = ^L iP  
7) 执行光线追迹 _9h.Gt  
:z~!p~  
{of]/ 3=  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 1-$P0  
R[ yL _>  
8) 优化设定 [(c L/_  
iUNnPJh  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 dB`b9)Tk0z  
KF{a$d  
定义变量
1!s28C5u  
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)
t&"5dM\  
9) 优化 hh&Js'd  
$'$>UFR  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 9U10d&M(  
,35Ag#va  
Ve14rn  
P{lh)m>  
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
`D)S-7BR  
.S|-4}G(6  
10) 光线追迹与结果分析 lCE2SKj  
ZW* fOaj  
v>^jy8$  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 )[DpK=[N^p  
K.h]JD]o  
AijUs*n 2  
优化后透镜的面型如下: Xa Gz].Sv  
透镜渲染效果
fMB4xbpD  
QQ:2987619807
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