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infotek 2021-09-15 09:29

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 5 usfyY]z  
, M/-lW  
本文您将会学到如下内容: aw/Y#  
 透镜基本参数输入; -))>7skc  
 优化变量与评价函数设定; IE$x2==)  
 优化; YH)U nql  
 照度分析; v|VY5vN  
$JqdI/s  
2. 操作流程 "sz LTC]*6  
LnZ*,>1 Z  
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。 $} TqBBe   
Q&(?D  
^c< <I-o|  
2) 创建透镜 (sS[F-2R7  
[A|W0  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens <E$P  
q\O'r[&V  
$ 8_t.~q  
3) 输入透镜参数 @_Aqk{3  
.Y_RI&B!L  
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; m{mK;D  
L}nj#z4g  
$Pzvv`f*  
`>?\MWyu  
将第二面的圆锥系数改为-1
?8-e@/E#x  
4) 创建LED光源 fB1JU1  
1(w0* `  
dmP*2  
光源类型为Random plane ; _M:)x0("  
光线数为10000; 6]T02;b>/,  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Br]VCp   
形状选为椭圆; )7q;F m_/  
k :7UU4M 5  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. s[nOB0  
半径选择60度 da\K>An>  
类型选择 Lambertian (S5'iks x  
形状选择 Elliptical ?-#w [J'6  
m{pL< g^M  
波长选择默认默认波长 4 E 4o=Z|K  
Power默认为1 watts n.$<D[@  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm <2A4}+p:  
/Ia=/Jj7N  
LED光源设定办法 m oFK/5cJ  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) A!fjw  
kC|tv{g#>  
波长设定,颜色选为绿色
IZJV6clM  
功率设定(在Power units选择Watts)
4ms hB  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane GaRL]w  
fQ#mx.|8y  
创建平面探测器(plane)
T]Tz<w W(  
. Nog.  
6) 创建分析面 '(2G qX!  
b ";#qVv C  
umrRlF4M;  
m|24)%Vj;=  
光线滤光器设置 k]R O=/ ?M  
7) 执行光线追迹 b\=0[kBQw  
2(\>PN-  
4LBjqv,P  
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。 (d#?\  
B'yN &3  
8) 优化设定 {:6VJ0s\  
.4_ ~ku  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 2Q9s?C   
bXJ,L$q  
定义变量
g^B 6N F  
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)
$23="Jcl  
9) 优化 v{JCEb&wN  
@|-ydm0  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 fD,#z&  
aEZl ICpU7  
6K`frt  
wfo}TGhC  
优化结束后会弹出如下报告
在输出结果可以看到当前评价函数数值
Hd;>k$B  
zc/S  
10) 光线追迹与结果分析 Jb ;el*,K  
z W+wtYV4  
$9W9*WQL  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 2jx""{  
BAm{Gb  
W!IK>IW"  
优化后透镜的面型如下: 4+v~{  
透镜渲染效果
 sGdt)  
QQ:2987619807
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