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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 v.~Nv@+kR  
hW*^1%1  
本文您将会学到如下内容: LH?gJ8`  
 透镜基本参数输入; Z7K!"I  
 优化变量与评价函数设定; *g/I&'^  
 优化; pn ~/!y  
 照度分析; \rw'QAi8r  
=CD:.FG.  
2. 操作流程 xc3Ov9`8%  
'tq\<y  
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。 J.CZR[XF#  
OI;L9\MJc  
K4K3< Pg  
2) 创建透镜 +#i,87  
UC?2mdLt^  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens #U6/@l)  
Px^<2Q%Fs  
 ^qSf  
3) 输入透镜参数 _S%OX_UMn^  
L@^ !(  
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; .q|xMS}4  
dxae2 t V  
9e :d2  
>E 2WZHzd2  
将第二面的圆锥系数改为-1
H7cRWB  
4) 创建LED光源 l ")o!N?  
4F 6ju6w  
.[eSKtbc)  
光源类型为Random plane ; s]V{}bY`  
光线数为10000; U 8 .0L  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; lzQ&)7`  
形状选为椭圆; @N:3`[oB  
$7k04e@ ]  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ^HU=E@  
半径选择60度 G1n>@Y'j''  
类型选择 Lambertian 4=#QN  
形状选择 Elliptical 16d{IGMz  
C9^elcdv  
波长选择默认默认波长 M#22Zfxq   
Power默认为1 watts ;*85'WcS  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm oeU+?-y/b  
sjVl/t`l  
LED光源设定办法 ES:p^/=*  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) mSvTnd8  
qkyX*_}  
波长设定,颜色选为绿色
7zOvoQ}  
功率设定(在Power units选择Watts)
b "AHw?5F  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane s\K-(`j}  
RAXJsF^5o  
创建平面探测器(plane)
'rcsK  
0^tJX1L  
6) 创建分析面 9DocId.  
KTS7)2ci  
Yh!\:9@(  
9i xnf=$Jp  
光线滤光器设置 :d/:Ga5v!  
7) 执行光线追迹 s13 d*  
e1Z;\U$&.  
61 HqBa  
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。 kv`3Y0R-"  
I[YfF  
8) 优化设定 F^[Rwzv>c  
8B(Q7Qj  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 (j\UoKLRt  
/)HEx&SQmZ  
定义变量
@zpHem dB  
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)
+r34\mAO  
9) 优化 Uu<sntyv  
"Mu $3 w  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 YJ;a{)e  
Tr+Y@]"  
m_Y}>  
s</ktPtu  
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
m+JGe5fR<  
'Y/V9;`)s  
10) 光线追迹与结果分析 c[e GpZ]  
vmQ DcCw  
NhaeAD $e  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 OjL"0imN6  
jZgnt{  
S}oF7;'Ga  
优化后透镜的面型如下: W!Os ci  
透镜渲染效果
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