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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 LD_aJ^(d  
j^iH[pN] \  
本文您将会学到如下内容: ?*,N ?s(U  
 透镜基本参数输入; +Z$X5Th  
 优化变量与评价函数设定; [JMz~~ F  
 优化; y @Y@"y  
 照度分析;  T_jwj N  
1.yw\ZC\  
2. 操作流程 8DLR  
XV%L6x  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 Lkk'y})/  
YZpF*E;6t  
t}nZrD  
2) 创建透镜 ?)4|WN|c_  
A_Sl#e  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ;c:vz F~Q  
#5G!lbH  
u33+ikYv  
3) 输入透镜参数 7F\U|kx_  
a2Q9tt>Q  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; i0p"q p  
a_QO)  
r1ctW#\~8  
\^N9Q9{7]  
将第二面的圆锥系数改为-1
c 0!bn b  
4) 创建LED光源 dldM h T$  
UTi n0k  
,a^_ ~(C  
光源类型为Random plane ; 7i 334iQZ  
光线数为10000; !p&M,6  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; L\y,7@1%AT  
形状选为椭圆; 8EbYk2j  
4X#>;  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 2lAuO!%  
半径选择60度 YaSwn3i/@S  
类型选择 Lambertian  A3'i -  
形状选择 Elliptical lP9a*>=a  
1K^/@^  
波长选择默认默认波长 kwGj 7'  
Power默认为1 watts j]Rl1~+M  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm SGNi~o  
! ~&X1,l1*  
LED光源设定办法 1mI)xDi9  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) 4"l(rg  
{*jkx,|  
波长设定,颜色选为绿色
5IdmKP|  
功率设定(在Power units选择Watts)
zFB$^)v"<  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 3gv>AgG  
|P5?0{  
创建平面探测器(plane)
En5I  
CzNSJVE5  
6) 创建分析面 'f;+*~*L  
aWe H,A%  
^U~YG=!ww  
7F|T5[*l  
光线滤光器设置 2!]':(8mR  
7) 执行光线追迹 wQM(Lm#Q  
.O1g'%  
er l_Gg  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 VWLou jB  
!i)?j@D  
8) 优化设定 jew?cnRmd  
V)N9V|O'  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 I!# 42~\  
w? !@fu  
定义变量
#FuOTBNvB  
定义评价函数 (RMS Direction Spread)
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
o5Pq>Y2T  
9) 优化 A`X$jpAn&  
8 A%)m  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 K +w3YA  
6wnfAli.  
*]x]U >EF  
]dk~C?H  
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
x]y~KbdeB  
!Otyu6&  
10) 光线追迹与结果分析 s{IycTbz  
O$#`he/jm  
6"jq/Pu  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 q'K=Ly+  
SwSBQq%h]M  
T:na\y/{j  
优化后透镜的面型如下: ]<z>YyBA  
透镜渲染效果
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