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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 hKe ms3  
QjTs$#eMW  
本文您将会学到如下内容: C`8.8  
 透镜基本参数输入; $7p0<<Nck  
 优化变量与评价函数设定; ZtpbKy!\$B  
 优化; OZe`>Q6  
 照度分析; ^[q/w<_j~  
{$C"yksr  
2. 操作流程 Uu|R]azbO  
] 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。 PE6ZzxR|U<  
8(H!iKHe  
\M*c3\&~,e  
2) 创建透镜 Z{_YH7_  
cY|@s?3NND  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens :]8!G- Z  
O#)YbaE  
eqyUI|e  
3) 输入透镜参数 &#'.I0n  
so@ijl4{Z  
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; Pe@*')o*  
^,Ft7JAn  
q oz[x  
rW*[sLl3  
将第二面的圆锥系数改为-1
D<T:UJ  
4) 创建LED光源 QPB ^%8  
0 l+Jq  
f~f)6XU|  
光源类型为Random plane ; X//=OpS`  
光线数为10000; K>#QC  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; J #;|P-pt  
形状选为椭圆; N \woFrG  
Crezo?  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 12}!oS~_  
半径选择60度 OK \9`  
类型选择 Lambertian (?[%u0%_  
形状选择 Elliptical z:A_  
:\%ZTBLL  
波长选择默认默认波长 S|m|ulB  
Power默认为1 watts a@C}0IP)  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm e8k|%m<Sp  
Y 9BKd78Y  
LED光源设定办法 M'@  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) ,be$ ~7qS  
|Pv)&'B"  
波长设定,颜色选为绿色
tSVS ogGd  
功率设定(在Power units选择Watts)
4UMOC_  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ?',GRaD  
Y,-! QFS#  
创建平面探测器(plane)
#d$lN}8  
9dva]$^:*1  
6) 创建分析面 `X(H,Q}*;  
/wi/i*;A  
##s :Ww  
V%voe  
光线滤光器设置 `KieN/d%  
7) 执行光线追迹 (XV+aQ\A  
|)[&V3+|  
%kuUQ%W1  
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。 ;Ao`yC2(v  
`6v24?z  
8) 优化设定 K}p0$Lc  
VwT&A9&{8  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ^$y`Q@-9  
5dL!e<<  
定义变量
RG_6& A  
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)
LKg9{0Y:  
9) 优化 -gv[u,R  
.i1|U8"X  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 f;bVzti+w  
+^[SXI^JaJ  
hSaw)g`w  
U/-|hfh  
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
BuOe'$F 0t  
Eg1|Kg\&  
10) 光线追迹与结果分析 b:$q5  
:#=B wdC  
Q$Q:Jm53  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布  K"Gea`I  
]!2[kA-  
)+f"J$ah  
优化后透镜的面型如下: p@wtT"Y  
透镜渲染效果
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