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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 _IL2-c8  
=x^l[>sz  
本文您将会学到如下内容: gKN}Of@^1  
 透镜基本参数输入; 0[lsoYUq  
 优化变量与评价函数设定; D;zWksq  
 优化; s8_aL)@f  
 照度分析; &|N%#pYS  
m1-\qt-yy  
2. 操作流程 ,?k%jcR  
&$c5~9p\B  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 "#twY|wW  
Taf n:Nw}  
nG"n-$A?<  
2) 创建透镜 0)AM-/"  
)4ilCS&  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 2L2 VVO  
t'R':+0Vf  
uuSR%KK]|  
3) 输入透镜参数 H#L#2M%  
efjO8J[uk-  
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; /2e%s:")h  
't( }Rq@  
5g``30:o  
'j,oIqx  
将第二面的圆锥系数改为-1
i3Hz"Qs;  
4) 创建LED光源 a}KK{Vqo`  
hr$Sa  
ZBX  
光源类型为Random plane ; )nwZ/&@  
光线数为10000; Xsd $*F@<  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; c^=R8y-N  
形状选为椭圆; |3{+6cg  
\sK:W|yy  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. k6Ihc?HL  
半径选择60度 2{ o0@  
类型选择 Lambertian fcRj  
形状选择 Elliptical '{[!j6wt\  
M8';%  =@  
波长选择默认默认波长 u7;`4P:o@  
Power默认为1 watts u#`+[AC`  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm W+gpr|R2  
FY]pv6@  
LED光源设定办法 BeK2;[5C  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) 6eQsoKK  
:l+_ja&o  
波长设定,颜色选为绿色
Q|Pbt(44  
功率设定(在Power units选择Watts)
eZg$AOpU  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane BhKO_wQ?:J  
+YTx   
创建平面探测器(plane)
rA,CQypo  
SIq1X'7  
6) 创建分析面 McjS)4j&.  
W57&\PXYn  
%>Bko,ET  
!!FR[NK  
光线滤光器设置 91u p^   
7) 执行光线追迹 J58#$NC `'  
-kl;!:'.3  
p*|ah%F6N  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 ga-{!$b*  
.Gh%p`<  
8) 优化设定 2F1ZAl  
*>k!hq;j  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ~%s}S  
^'vIOq-1v  
定义变量
<Nex8fiJ9  
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)
wcZbmJ:  
9) 优化 I!0JG`&  
KmQ^?Ad- C  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 Wr5Q5s)c  
y"vX~LR  
H`-=?t  
xuU x4,Z  
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
?E<c[*F05  
q#N R32byF  
10) 光线追迹与结果分析 R)+t]}  
-`7$Qu 2  
>,"sHm}l%  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 e.l!3xY2'  
sqpGrW.  
4T`&Sl  
优化后透镜的面型如下: ;,XyN+2H  
透镜渲染效果
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