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infotek 2021-09-15 09:29

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 /A\8 mL8  
>fG3K`  
本文您将会学到如下内容: m[osg< CR_  
 透镜基本参数输入; U)TUOwF  
 优化变量与评价函数设定; E, Z$pKL?  
 优化; >dXGee>'M  
 照度分析; Q>qUk@  
(M|Dx\_  
2. 操作流程 AF{\6<m  
AOZP*\k  
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。 ^S<Y>Nm]  
ZmqKQO  
$QF{iV@6d4  
2) 创建透镜 >~rTqtKd  
,oe <  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 2ACCh4(/P  
;<Sd~M4f  
Ufj`euY  
3) 输入透镜参数 1.JK3 3  
w_c"@CjkE  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; ;LfXi 8)  
OdbEq?3S/?  
~G p [_ %K  
B4/>H|  
将第二面的圆锥系数改为-1
Mexk~z A^  
4) 创建LED光源 t,Lrfv])  
T"Y+m-<%  
fm%t^)E  
光源类型为Random plane ; M.D1XX 1/  
光线数为10000; dbLZc$vPj  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; iXkF1r]i  
形状选为椭圆; iU918!!N   
lBE= (A`  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. A Q U+mo  
半径选择60度 YMyfL8bO  
类型选择 Lambertian ;O5zUl-`  
形状选择 Elliptical }Bh8=F3O Q  
n80?N}  
波长选择默认默认波长 f`(UQJ  
Power默认为1 watts \sixI;-2  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm P:S.~Jq  
FXCMR\BsQ  
LED光源设定办法 Q}JOU  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) Kn{4;Xk\  
SR hiQ  
波长设定,颜色选为绿色
c ]-<vkpV  
功率设定(在Power units选择Watts)
mIvx1_[  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane K3&qq[8.e  
(/YHk`v2  
创建平面探测器(plane)
g =hg%gRy"  
s) t@ol  
6) 创建分析面 j_[tu!~  
octL"t8w  
**0~K";\  
Wi<m{.%\E  
光线滤光器设置 iMh#TUlQEQ  
7) 执行光线追迹 aK~8B_5k8  
[aLI '  
:kV#y  
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。 <=&`ZH   
dQX6(J j  
8) 优化设定 nF:4}qy\  
<dNOd0e  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Hio0HL-  
7z,C}-q  
定义变量
RC"MdcD:]y  
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)
ttQGoUkj  
9) 优化 8W7J3{d  
^ +\dz  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ?UR0:f:}oc  
6_;icpN]  
4"ZP 'I;  
nFCC St$  
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
gVuFHHeUz  
+=h:Vb8  
10) 光线追迹与结果分析 t}4, ]m s  
wQf-sk#  
DCa^ u'f  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 =svN#q5s  
IPpN@  
{Xy5pfW Q  
优化后透镜的面型如下: G_JA-@i%  
透镜渲染效果
Y@iS_lR  
QQ:2987619807
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