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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 e(b$LUV  
}jWg&<5+z  
本文您将会学到如下内容: OBF-U]?Y  
 透镜基本参数输入; P&tw!B  
 优化变量与评价函数设定; -w)v38iX!  
 优化; &l_}yf"v  
 照度分析; 8+Gwv SDU  
fN<Y3^i"  
2. 操作流程 )_o^d>$da  
e?O$`lf  
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。 -G_3B(]`  
Y;g\ @j  
S-7C'dc  
2) 创建透镜 9 p^gF2?k  
D,=#SBJ:Z  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens mC(YO y  
EaL>~: j  
M&9urOa`  
3) 输入透镜参数 01RW|rN  
r/P}j4)b7  
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; %CgV:.,K  
d:_;  
fuF{8-ua  
{L.uLr_?e  
将第二面的圆锥系数改为-1
"i*gJFW|  
4) 创建LED光源 c"1Z,M;G  
R)isWw4  
'W("s  
光源类型为Random plane ; Xi\c>eALO  
光线数为10000; SdnO#J}{  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 0B}2~}#  
形状选为椭圆; S9%,{y  
9v 8^uPA  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. *uy<Om  
半径选择60度 PQh s^D  
类型选择 Lambertian 0plX"NU  
形状选择 Elliptical dq'f >S z}  
1_Av_X  
波长选择默认默认波长 |pq9i)e&  
Power默认为1 watts /Ah&d@b  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm V s=o@  
/s=veiH  
LED光源设定办法 H?xY S| n  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) cKoW5e|u  
)%n $_N n  
波长设定,颜色选为绿色
{c*5 )x!  
功率设定(在Power units选择Watts)
l5KO_"hy  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane e :C4f  
HXZ,"S  
创建平面探测器(plane)
U)aftH *Pk  
/5j5\F:33  
6) 创建分析面 HTvUt*U1  
hv\Dz*XTs0  
fz2}M:u  
#5'& |<  
光线滤光器设置 <dr2 bz  
7) 执行光线追迹 Eciu^  
Vi}E9I4  
%:;g|PC  
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。 |(PS bu  
*vvm8ik  
8) 优化设定 pv-c>8Wb6  
e+{lf*"3  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 9tVV?Q@)  
d2-oy5cEB  
定义变量
>s0![coz  
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)
U F*R1{  
9) 优化 3T4HX|rC  
('Uj|m}9  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 <1<xSr  
S9r+Nsn  
w&Gc#-B  
Ek6 g?rj_  
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
CgYX^h?Y9  
k6RVP: V  
10) 光线追迹与结果分析 J.M&Vj:  
woBx609Aak  
t4/ye>P &  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 &/"a E  
}^p<Y5{b  
[;sTl~gC  
优化后透镜的面型如下: b(Tvc  
透镜渲染效果
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