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infotek 2021-09-15 09:29

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 #p{4^  
UGatWj  
本文您将会学到如下内容: 4 H&#q>  
 透镜基本参数输入; "EJ~QCW*Yh  
 优化变量与评价函数设定; ^kSqsT"  
 优化; !TcJ)0   
 照度分析; Kf-JcBsrT  
|V7*l1  
2. 操作流程 K|s, ru  
H0cA6I  
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。 :fJN->wY^s  
HOJV,9v N  
. 'yCw#f  
2) 创建透镜 N)Z?Z+ }h  
*n"{J(Jt`  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens bQ5\ ]5M  
4`=m u}Y2  
NZz8j^  
3) 输入透镜参数 D3K8F@d  
V^~:F  
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; `wU!`\  
%N_%JK\{@  
( uidNq  
8a"%0d#  
将第二面的圆锥系数改为-1
S`]k>' l  
4) 创建LED光源 Dum9lj  
_Bj":rzY  
|vzl. ^"-  
光源类型为Random plane ; PmM3]xVzd  
光线数为10000; |e0`nn=  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 7cMv/g^ h@  
形状选为椭圆; |sZHUf_  
BfiD9ka-z  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. '/%H3A#L  
半径选择60度 YZJyk:H\  
类型选择 Lambertian 2I{"XB  
形状选择 Elliptical W=4FFl[  
0Wp|1)ljA  
波长选择默认默认波长 Srd4))2/0  
Power默认为1 watts , 9 a  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm |(^PS8wG  
I1&aM}y{G  
LED光源设定办法 IO:G1;[/2L  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) q- d:TMkc  
(&x['IR  
波长设定,颜色选为绿色
6;5Ss?ep  
功率设定(在Power units选择Watts)
Yu2Bkq+  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane  "-V"=t'  
` sU/&  P  
创建平面探测器(plane)
|LKXOU c  
\dQNLLg/  
6) 创建分析面 Nda *L|  
|P}y,pNQ  
E-g_".agO  
Thit  
光线滤光器设置 jo@J}`\Zt  
7) 执行光线追迹 N ZSSg2TX#  
du^J2m{f  
bA->{OPkT  
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。 x-3\Ls[I  
lnR{jtWP  
8) 优化设定 H<N,%G  
"snw4if  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 1|wL\I  
ekCC5P!  
定义变量
V "h +L7T  
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)
')3 bl3:  
9) 优化 IO-Ow!  
}`~+]9 <   
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 0"bcdG<}  
?5 7Sk+  
g}',(tPMZ  
_5N]B|cO  
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
Dm<A ^u8  
 kPLxEwl  
10) 光线追迹与结果分析 <e</m)j  
pIX`MlBdF  
Ciz X<Cr}  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 d-dEQKI?;  
,\%c^,HLJ  
)hfpwdQ  
优化后透镜的面型如下: |# 2.Q:&  
透镜渲染效果
BR yl4  
QQ:2987619807
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