FRED准直透镜模拟与优化
1. 摘要 9gIJX? Vp0GmZ 本文您将会学到如下内容: Qak@~b 透镜基本参数输入; dXcMysRc%& 优化变量与评价函数设定; >p+gx,N 优化; *R~(:z>> 照度分析; /;(%Xd&: do?n /<@o 2. 操作流程 .f!eRV.& )9W#5V$ 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。 A#07Ly8kXn -gX2{dW xo"4mbTV 2) 创建透镜 jKi*3-& i:Ct6[ 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ~ !+h"%'t |&pz,"(
\?ws0Ax 3) 输入透镜参数 g!|E!\p an5kR_= 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; ~v,KI["o %TggNU, ";Xbr;N
+(k)1kCMn 将第二面的圆锥系数改为-1 u0H`%m 4) 创建LED光源 F'_8pD7 c(=O`%B{
D]`B;aE>A* 光源类型为Random plane ; qQRYHo>/e 光线数为10000; f*&JfP LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; _ G*x:< 形状选为椭圆; |+=:x]#vV
x$b[m20 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. EG8R*Cm,} 半径选择60度 =gv/9ce)3 类型选择 Lambertian s3RyLT 形状选择 Elliptical (tz]!Aa{s ^znv[ 波长选择默认默认波长 vo<#sa^,j Power默认为1 watts Fmle| 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm |g^W @.P C>;8`6_!gU
LED光源设定办法 Mz.&d: LED光源的发光强度(极化角和方位角) K?m:.ZM v#2qwd3x
波长设定,颜色选为绿色 <ORz`^27o
功率设定(在Power units选择Watts) snNg:rTL 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane cMk%]qfVo8 j1CD;9i)%
创建平面探测器(plane) TUn@b11
`i^1U O 6) 创建分析面 d7zE8)D U7 #]HjP\C ? bg pUv <RsKV$Je
I
光线滤光器设置 5j01Mx
A 7) 执行光线追迹 M#2U'jy g]Ny?61 }4MG114j 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。 %4^/.) Q x=+I8Q4: 8) 优化设定 ?qW|k6{O a~EEow;A 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ?0&>?-? df rr.i
定义变量 gbZ X'D
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) mpAh'f4$* 9) 优化 >2a#|_-T #7"5Y_0- 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 Bq8<FZr#! iW$i%`>
raZRa*C; %6:2cR  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 UzwIV{ TrAUu`?# 10) 光线追迹与结果分析 Om{ML,d
!]T|=yw
.lS6KBf@ 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 `<Nc
Y* @"2-tn@q_ HWZ*Htr 优化后透镜的面型如下: htlWC>*
透镜渲染效果
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