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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 T*1`MIkv  
q]\GBRp  
本文您将会学到如下内容: X%R)  
 透镜基本参数输入; {8e4TD9E0  
 优化变量与评价函数设定; /r?EY&9G  
 优化; c2~oPUj  
 照度分析; Aa!#=V1d  
cM Z-  
2. 操作流程 ZxoAf;U~  
j`l'Mg  
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。 *wl&Zzx  
9Ac4'L  
Xf%wW[~  
2) 创建透镜 &:[hUn8jU  
E5Zxp3N  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens /#Lm)-%G  
Xmv^O  
#4Ltw ,b^  
3) 输入透镜参数 \}:;kO4f  
'q7&MM'oS^  
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; tk66Ggi[K  
{1L{   
<o: O<p@6  
+z O.|`+  
将第二面的圆锥系数改为-1
Q60'5Wt  
4) 创建LED光源 XGSgx  
m~RMe9Qi  
W0\ n?$ZC~  
光源类型为Random plane ; 8],tGMu  
光线数为10000; #<81`%  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; & d@N3y  
形状选为椭圆; EncJB  
.9$ 7 +  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 6g 5Lf)yG  
半径选择60度 eeCrHt4;  
类型选择 Lambertian >vZ^D  
形状选择 Elliptical r%FfJM@!  
^+u/Lw&  
波长选择默认默认波长 ,Wlw#1fP  
Power默认为1 watts -m_H]<lWZ  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm wj-z;YCV  
5uO.@0  
LED光源设定办法 Z3N^)j8  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) 8Uoqj=5F  
!Nx'4N`&l  
波长设定,颜色选为绿色
T3In0LQ  
功率设定(在Power units选择Watts)
uU!}/mbo  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane t$(<9  
`Oe"s_O#  
创建平面探测器(plane)
{8w,{p`  
~vw$Rnotz  
6) 创建分析面 L%31>)8  
O=\`q6l  
E=RX^ 3+}  
n|) JhXQ  
光线滤光器设置 0'O6-1Li  
7) 执行光线追迹 U IHe^?R  
i ?]`9z  
^wMZG'/  
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。 iE* Y@E5x0  
N&]_U%#Q  
8) 优化设定 Qkx}A7sK  
r%vO^8FQ  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 3<X*wVi)NN  
O%m>4OdH  
定义变量
xAu&O\V  
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)
NzG] nsw  
9) 优化 u$nYddak  
o>@9[F,h+  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 C>Cb  
DUWSY?^c  
A?ij  
y/OPN<=*  
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
c-=z<:Kf  
' qN"!\  
10) 光线追迹与结果分析 ]Aa.=  
CNrK]+>  
-(l/.yE{X  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 }J(o!2.  
5sguv^;C5  
^8{:RiN6e~  
优化后透镜的面型如下: _OvIi~KW+  
透镜渲染效果
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