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infotek 2021-09-15 09:29

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 ,L4zhhl!_  
0O>M/ *W  
本文您将会学到如下内容: 3!%-O:!  
 透镜基本参数输入; Qg0%r bE  
 优化变量与评价函数设定; ]Inu'p\  
 优化; |nm}E_  
 照度分析; }^VikT]>1  
\UX9[5|  
2. 操作流程 &%g$Bi,G  
/qMiv7m~Q  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 *!E~4z=  
<H{K&,Z(ZM  
YV} "#  
2) 创建透镜 3177R>0  
[Jj@A(Cz  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 3,2$Ny3N  
u~>G8y)k9O  
pjQyN|KS  
3) 输入透镜参数 An^)K  
Ep:hObWG)  
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; 1hSV/%v_  
TY5R=jh=  
Xfbr;Jt"<  
m*YfbOhs#  
将第二面的圆锥系数改为-1
\3"B$Sp|=  
4) 创建LED光源 [9V}>kS)  
6R guUDRQ  
wmIe x  
光源类型为Random plane ; f=VlO d  
光线数为10000; g-B{K "z  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; o!U(=:*b  
形状选为椭圆; wwQ2\2w>Hm  
[h !i{QD  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. !^s -~`'\~  
半径选择60度 *j,bI Y&se  
类型选择 Lambertian &[ ],rT  
形状选择 Elliptical B}.:7,/0  
H_Va$}8z  
波长选择默认默认波长 Dsn=fht  
Power默认为1 watts ;yyR_N S  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm +u*Pi  
4_sJ0=z-  
LED光源设定办法 7l[ @c|e  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) /GM!3%'=  
K=E+QvSG  
波长设定,颜色选为绿色
~WORC\kCW  
功率设定(在Power units选择Watts)
B3D}'<  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane nB5\ocJ  
*uf)t,%  
创建平面探测器(plane)
w!v^6[!  
(6NDY5h~=n  
6) 创建分析面 z^jmf_  
x DN u'  
aXG|IN5 *m  
L N.:>,  
光线滤光器设置 =:xX~,qmv  
7) 执行光线追迹 Pk;yn;  
&BNlMF  
p Zlt4  
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。 _`O",Ff  
b 9"t%R9/Q  
8) 优化设定 *o\AP([@  
/5z,G r  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 :T?WN+3  
jkta]#O  
定义变量
u\= 05N6G  
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)
7SH3k=x  
9) 优化 _9H]:]1QH  
5Phsh  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 = $^90Q,Z;  
g6aqsa  
rQGInzYp  
a^|9rho<  
优化结束后会弹出如下报告
在输出结果可以看到当前评价函数数值
 s!  
{r$Ewc$Yb7  
10) 光线追迹与结果分析 (V&d:tW  
iAk.pH]a  
4)k-gKS*  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 64mD%URT  
M% Rr=  
.w@B )f*  
优化后透镜的面型如下: I= <eCv  
透镜渲染效果
#Y3-P  
QQ:2987619807
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