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infotek 2021-09-15 09:29

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 ?N*m2rv  
38<!Dt+S(,  
本文您将会学到如下内容: Ph@hk0dgr/  
 透镜基本参数输入; 9FB k|g"U)  
 优化变量与评价函数设定; TmI~P+5w  
 优化; $tKz|H)  
 照度分析; (jj=CLe  
"u#,#z_  
2. 操作流程 PVfky@wl"  
SUv(MA&  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 tf1iRXf8  
`h%(ZG ~  
yU ?TdM\  
2) 创建透镜 Er@'X0n  
9j'(T:Zs  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Sv&_LZ-"P  
ScN'|Ia.-  
h = <x%sie  
3) 输入透镜参数 GYp}V0  
gJ \CT'/  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; -zn$h$N4  
k*xMe-  
_.)6~  
X*'i1)_h  
将第二面的圆锥系数改为-1
P*=M?:Jb,  
4) 创建LED光源 BqoGHg4iq  
EV=/'f[++  
l~",<bTc  
光源类型为Random plane ; LN=6u  
光线数为10000; 4%refqWK  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ,> %=,x  
形状选为椭圆; Q)mYy  
t3P$UR%  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 9E`Laf  
半径选择60度 (FVHtZi7  
类型选择 Lambertian KE$I!$zO  
形状选择 Elliptical zE,1zBS<  
3UR'*5|'  
波长选择默认默认波长 i#4}xvi  
Power默认为1 watts gUa-6@  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm Z'!Ii+'6  
1n3XB+*  
LED光源设定办法 l&JV.}qGB8  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) #(Xv\OE  
kleE\ 8_  
波长设定,颜色选为绿色
|BA&ixHe~C  
功率设定(在Power units选择Watts)
bukdyo;l  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane uO^,N**R#  
lVptA3F  
创建平面探测器(plane)
}.L:(z^L,Y  
?1afW)`a.v  
6) 创建分析面 WALK@0E  
bJ!(co6t  
Q8h0:Q  
(C9{|T+h  
光线滤光器设置 %(}%#-X  
7) 执行光线追迹 OCN:{  
+T8h jOkC  
?B{,%2+  
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。 };m.8(}$)  
`ElJL{Rn  
8) 优化设定 16-1&WuY@  
QHHj.ZY  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 vp|.x |@  
,R$U(,>_0  
定义变量
JTcE{i  
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)
;659E_y>  
9) 优化 $z,rN\[  
4p6\8eytq.  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 `p#u9M>  
Yc`PK =!l  
!QsmT3   
HO}eu  
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
2J&J  
U6IvN@ g  
10) 光线追迹与结果分析 cv7.=*Kb;  
j V'~>  
2{A/Fbk  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 X,`^z,M%I  
DR<=C`<4(  
GswV/V+u  
优化后透镜的面型如下: LL%s$>c65A  
透镜渲染效果
{fxytiH8  
QQ:2987619807
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