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2023-03-01 08:33 |
FRED应用：准直透镜模拟与优化
1. 摘要 ]xVL11p
=qVAvo '
本文您将会学到如下内容： l.Lc]Z pB
透镜基本参数输入； ,sy / r V
优化变量与评价函数设定； ^O,6(@>
优化； `rRg(fCN!M
照度分析；
.*clY
LT
y@6*
2. 操作流程 /Wta$!X{-
).@)t:uNa
1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 :7'0:'0$t
8?]%Q i
 jw6 ng>9
'ra_Zg[j
2) 创建透镜 x Ps& CyI
*jqP KK/
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens $;g%S0:3)
GO&R R }
 `;8u9Ff
{ U2| ):
3) 输入透镜参数 }9fV[zO
T<_1|eH
两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； iJ~iJ'vf
WLA_YMlA
=z7 Ay
@ a{v>)
 MYW 4@#
将第二面的圆锥系数改为-1 bB [*\
-$Z-hxs^
4) 创建LED光源 EJiF_
:X'U`jE
 ?R ~Ye
光源类型为Random plane ; Y$DgL
h
光线数为10000； F$pd]F!#
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； l 2_E6U"
形状选为椭圆； (]#
JpQ
^[,1+ WS%
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. mZ.6Njb
半径选择60度 bKbpI>;[
类型选择 Lambertian ^IegR>
形状选择 Elliptical X+G*Q}5
/$N#_Xblr
波长选择默认默认波长 QRc=-Wu_(
Power默认为1 watts ri_6 wbPp
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ry<}DK<u
B7^n30+L
 u\\niCNA
LED光源设定办法 jjlCi<9CQ^
?&bVe __
 _-2n3p y
LED光源的发光强度（极化角和方位角） ;$&5I9N
9kiy^0
7G
 7]+'%Uwu)
波长设定,颜色选为绿色 Ih0> ]h-7
sA7K ;J})
 "I 1M$^8n
功率设定（在Power units选择Watts） V$]a&wM<5
t
1'or
5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 9Ml fZsby
C4K&flk]
 ?;kc% Rz
创建平面探测器(plane) `e69kBAm
a-A4xL.gm
 wEn&zZjx
[==Z1Q;=
6) 创建分析面 gKH"f% lK
a[9OtZX<
 ~8 a>D<b
 Hu!>RSg,,2
光线滤光器设置 YQd&rkr
`v +O5
7) 执行光线追迹 !6`nN1A
.j@n6RyN
 Ljs(<Gm )-
EJ|ZZYke!
 @g5]w&o_
ATkqzE`;
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。 V0 &QEul
KTREOOu .t
1;9E*=
8) 优化设定 :fQ*'m,
ZuV
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 <%5uzlp
R')GQ.yYq
 1j-i n j`
/JY i ^rZ
 g9Qxf% }
定义变量 25KZe s)
q.tL '
 =!Cvu.~},
定义评价函数 （RMS Direction Spread） "qp _*Y
c>k6i?u:X7
 U7'oI;C$e
优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) ! (tJZ5
`215Llzk;
9) 优化 Vp94mi#L }
注意：在优化之前，建议先保存原始文件 JFkjpBS
5~5ypQj
 {.)D)8`<d
&^>r<~]
M_uij$1-
优化结束后会弹出如下报告 ZU 6a
\ OB3gnR
 q+Q)IVaU81
在输出结果可以看到当前评价函数数值 <6 $%Y2
{ 1c eF
10) 光线追迹与结果分析 W%:zvqg
v
)Jn80~U|1
11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布  !(o2K!v0 4h(Hy&1 C 
)9,"~P2[ R
优化后透镜的面型如下： s o s &
透镜渲染效果 ddxv.kIj.
CAO{$<M5m
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