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infotek 2021-09-15 09:29

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 ',GV6kt_k  
%dc3z"u  
本文您将会学到如下内容: N#4N?BBP"  
 透镜基本参数输入; ~/2g)IS  
 优化变量与评价函数设定; 3QW_k5o  
 优化; xOythvO  
 照度分析; ;J]25j]]  
%Uy%kN_&  
2. 操作流程 ^5>s7SGB"  
(?vK_{  
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。 KF+mZB  
:}Ok$^5s  
{Bh("wg$Lk  
2) 创建透镜 } ~| k  
I.1D*!tz  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens !siWEzw  
{6h|6.S2  
.oEbEs  
3) 输入透镜参数 gw^'{b  
Ry?4h\UX5  
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; 3+ =I;nj  
?R|th Z  
\7Qb229?  
zPR8f-Uvw  
将第二面的圆锥系数改为-1
h./P\eDc  
4) 创建LED光源 Zsj`F9*e  
g\Ak;03n  
<*<U!J-i  
光源类型为Random plane ; dFW.}"^c  
光线数为10000; ^]>aHz9  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; )MSZ2)(  
形状选为椭圆; Ja|{1&J.  
/1d<P! H  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. s9O2k}]  
半径选择60度 T  p<s1'"  
类型选择 Lambertian <^8*<;PaG  
形状选择 Elliptical "$|Zr  
b*EXIzQ  
波长选择默认默认波长 eh(<m8I  
Power默认为1 watts $shp(T,q  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm )K;]y-Us[  
7O)" `  
LED光源设定办法 l +'F_a  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) UV AJxqz%}  
fvqd'2 t  
波长设定,颜色选为绿色
I4=Xb^Ux  
功率设定(在Power units选择Watts)
6B" egYv  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane o ehaQ#e  
;a r><w  
创建平面探测器(plane)
@MbVWiv  
d ~`V7B2Y  
6) 创建分析面 jVWK0Zba  
hH>``gK  
HC*?DJ,  
e,gyQjJR  
光线滤光器设置 Z9K})47T  
7) 执行光线追迹 @?k J).  
86 .`T l;  
]Oeh=gq  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 BPv>$ m+.  
C vDxq:x  
8) 优化设定 t;NV $!!  
' cIEc1y  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 h8{(KRa6  
}m- "8\_D  
定义变量
N ( Oyi  
定义评价函数 (RMS Direction Spread)
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
;9a 6pz<  
9) 优化 I&VTW8jB  
vXE0%QE'Q  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 |~0UM$OB^3  
0~Gle:  
vB'>[jvA|  
bHE2,;o  
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
g>JLDQdc  
78 f$6J q  
10) 光线追迹与结果分析 !l@zT}i??  
L2UsqVU  
g}LAks  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 M@et6aud;K  
#5} wuj%5  
Yk!/ow@.  
优化后透镜的面型如下: 3FE(}G  
透镜渲染效果
a_~=#]a  
QQ:2987619807
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