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infotek 2021-09-15 09:29

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 }E*d)n|  
Kp ~k!6x  
本文您将会学到如下内容: @tEVgyN  
 透镜基本参数输入; #7lkj:j4  
 优化变量与评价函数设定; **_VNDK+  
 优化; a}i{b2B  
 照度分析; &I'~:nWpt  
3[SN[faS  
2. 操作流程 Yo| H`m,  
sx*1D9s_  
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。 (pi7TSJ  
:{_Or'L  
])m",8d&T  
2) 创建透镜 .7ahz8v  
;cp-jY_U  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens )tFFa*Z'  
Se0/ysVB  
+}mj6I  
3) 输入透镜参数 ^}/YGAA  
a(x[+ El  
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; Y0s^9?*  
g+ 2SB5 2D  
T2Y`q'  
P%ZWm=lg  
将第二面的圆锥系数改为-1
?z:xQ*#X  
4) 创建LED光源 }^`{YD  
]3d&S5zU  
M#<x2ojW  
光源类型为Random plane ;  %ef+Z  
光线数为10000; 9?,n+  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ei\X/Z*q%P  
形状选为椭圆; wf|CE410  
h@{@OAu?  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 'kH#QO\(e"  
半径选择60度 )&_{m K  
类型选择 Lambertian f\r$T Nd6  
形状选择 Elliptical A: 0] n  
HS(<wI  
波长选择默认默认波长 Z: T4Z}4N  
Power默认为1 watts RK rBHqh@  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm X\1D[n:  
Z#V[N9L  
LED光源设定办法 6bHj<6>MX  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) +Kf::[wP7  
D"^ogY#LK  
波长设定,颜色选为绿色
Y Nq<%i!>  
功率设定(在Power units选择Watts)
dcHkb,HsO  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 5.GBd_;  
[]dRDe;#  
创建平面探测器(plane)
+S/8{2%?DG  
zR{TWk]  
6) 创建分析面 ~gBqkZ# y?  
KJ9~"v  
.zegG=q  
kQ'G+Kw~F  
光线滤光器设置 }DZkCzK  
7) 执行光线追迹 D(h|r^5  
c#Y9L+O  
^eZqsd8a  
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。 @&EP& $*  
!. 0W?6yo  
8) 优化设定 ;nh7Elk  
Qz$.t>@V=  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 rtzxMCSEU  
.Dx]wv  
定义变量
S:1! )7  
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)
Pc4sReo'  
9) 优化 GbL,k? ey  
E* lqCh  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 HuK'tU#  
*S=v1 s/  
hOwVm;:  
*{-XN  
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
DH 9?~|  
E3gQ`+wNg?  
10) 光线追迹与结果分析 a(J~:wgd  
H>Fy 2w  
?ii a  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 Sk1yend4  
F`3 8sq  
(TY^ kySr  
优化后透镜的面型如下: #v~5f;[AAs  
透镜渲染效果
nKHyq\  
QQ:2987619807
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