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infotek 2021-09-15 09:29

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 l7\Bq+Q  
A3MVNz$wo"  
本文您将会学到如下内容: 2Lm.;l4YO  
 透镜基本参数输入; Nv w'[?m  
 优化变量与评价函数设定; r"c<15g2'  
 优化; &iez{[O  
 照度分析; 54v}iG  
Tw 8$6KUW  
2. 操作流程 z`XX[9$qm  
U8 '}(  
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。 # R}sGT  
T:dV[3  
O(#DaFJv  
2) 创建透镜 (} ?")$.  
]sB-}n)  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens D&#wn.0|E  
0sIwU!=vm  
<<4U:  
3) 输入透镜参数 O!#r2Y"?K1  
=)!sWY:  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; gAD,  
@p"m{  
^\KZE|^3@  
BS!VAHO"V  
将第二面的圆锥系数改为-1
;<hLy(@  
4) 创建LED光源 sN"<baZ  
OlI|.~  
Qq+$ea?>  
光源类型为Random plane ; ~lib~Y'-  
光线数为10000; ^Y,nv,gYn  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; #TS:| =  
形状选为椭圆; ebfT%_N  
Ht pZ5  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. m9M#)<@*  
半径选择60度 :Y>FuE  
类型选择 Lambertian KDxqz$14 -  
形状选择 Elliptical #p$iWY>e~  
07b =Zhh  
波长选择默认默认波长 FLUvFD  
Power默认为1 watts (X zy~l<  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm #83`T&Xw*  
eI%9.Cx#I  
LED光源设定办法 ^pwT8Bp  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) /xq^]0xy  
p4-UW;Xu  
波长设定,颜色选为绿色
X)Zc*9XA  
功率设定(在Power units选择Watts)
?&Ug"$v  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane TsVU^Z%W  
4]G J+a  
创建平面探测器(plane)
~ kwS`  
q]Vxf!0*>  
6) 创建分析面 aGBUFCCa  
i/|}#yw8A  
3Zdwt\OQ  
/Vdu|k=  
光线滤光器设置 y7^E`LKK  
7) 执行光线追迹 \:-"?  
X~g U$  
/#}o19(-d  
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。 @B \$ me  
BD ,J4xH;  
8) 优化设定 9$f%  
g286 P_a`*  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Dr K@y8  
8B! MgNKV  
定义变量
[]:&WA 9N  
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)
Q2qT[aD,  
9) 优化 ;vG%[f`K  
WeZ?L|&%w0  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 (1e,9!?  
T].Xx`  
b|pp}il  
= IJ}b=:  
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
S ^]mF>xX8  
7bk`u'0%  
10) 光线追迹与结果分析 Cz|F%>y#  
Z H2   
p(>D5uN_}5  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 smKp3_r  
U4=m>Ty  
I;Pd}A_}=_  
优化后透镜的面型如下: |@5G\N-  
透镜渲染效果
\NTVg6>qN  
QQ:2987619807
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