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infotek 2023-03-01 08:33

FRED应用:准直透镜模拟与优化

1. 摘要 PG8|w[V1"  
H\7Qf8s|{  
本文您将会学到如下内容: Lc!% 3,#.  
 透镜基本参数输入; HgP9evz,0  
 优化变量与评价函数设定; :;S]jNy}j)  
 优化; YT6<1-E#  
 照度分析; pzP~,cdf  
N246RV1W  
2. 操作流程 C&b^TLe  
MMglo3  
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。 y_:i'Ri.  
vlAYKtl3]  
e.%` tK3J  
6u`E{$  
2) 创建透镜 "k(Ee  
X|)Ox ,(  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens .V9/0  
%Uj7 g>  
f\FubL  
A>8uLO G}  
3) 输入透镜参数 ~{hcJ:bI  
/pZ]:.A  
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; r7r>1W%4  
GU\}}j]  
)2KQZMtgm]  
1-4iy_d  
gf()NfUvRH  
将第二面的圆锥系数改为-1 ^T83E}  
y| *X  
4) 创建LED光源 YoV^Y&:9<  
c0.i  
01VEz 8[\  
光源类型为Random plane ; Mvq5s+.  
光线数为10000; #I jG[a-  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; r]p 0O(  
形状选为椭圆; =Jd ('r  
L|Zja*  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. O)78 iEXi|  
半径选择60度 vs-%J 6}G  
类型选择 Lambertian ,C%fA>?UF8  
形状选择 Elliptical $gU6=vN1#  
#'N"<o[  
波长选择默认默认波长 ?YzOA${  
Power默认为1 watts 8C1 'g7A<  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm pJ Iq`)p5  
<<}t&qE%2%  
.'QE o  
LED光源设定办法 t{n|!T&  
]]~tFdh  
Y;ytm #=  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) ,;LxFS5\  
GMqeC  
f>\guuG  
波长设定,颜色选为绿色 42X N*br  
 II;fBcXF  
Enu/Nj 2  
功率设定(在Power units选择Watts) q 65mR!)  
R4+Gmx1  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane W<<{}'Db/#  
wg<UCmfu!  
8zv=@`4@G  
创建平面探测器(plane) Y0`@$d&n  
DK8eFyG^2  
d4OWnPHv&}  
nX,2jT;@L  
6) 创建分析面 oG5 :]/F  
i7g+8 zd8d  
+DMD g.  
y5;l?v94  
光线滤光器设置 ~^#F5w"  
P70\ |M0~y  
7) 执行光线追迹 IR ; DdF  
v0EF?$Wo  
M{#  
2$8#ePyq*  
QJ{to%  
 X$:r  
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。 kkfwICBI  
Z|&Y1k-h  
29P vPR6  
8) 优化设定 n{oRmw-  
"YLH]9"=  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 e_3KNQ`kA  
x|B$n } B  
=/xTUI4  
Y@WCp  
0@;kD]Z  
定义变量
.{6?%lt  
'^Kmfc  
^<L;"jl%  
定义评价函数 (RMS Direction Spread) mQ#E{{:H+  
@R+bR<}]  
TUeW-'/1  
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) y>+xdD0 +  
s':fv[%  
9) 优化 rN3i5.*/t  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 +QS7F`O  
4 I}xygV  
_ PC}`Y'&  
[5&zyIi  
y?BzZ16\bL  
优化结束后会弹出如下报告 Jz(!eTVs  
Zkn$D:  
G/tah@N[7  
在输出结果可以看到当前评价函数数值 ZSL:q%:.  
A/kRw'6  
10) 光线追迹与结果分析 d~[^D<5,D  
@D.]PZf  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
p)M\q fZ  
**I9Nw!IH  
RfPRCIo  
xW84g08_,  
优化后透镜的面型如下: ~i)O^CKq  
透镜渲染效果
mi~ BdBv  
@&f3zq  
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