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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 >f*-9  
9 7Ua,  
本文您将会学到如下内容: /a7N:Z_Bz  
 透镜基本参数输入; W Yo>Md 8  
 优化变量与评价函数设定; WZ6'"Cz`  
 优化; \WPy9kRU  
 照度分析; !+V."*]l  
3o^~6A  
2. 操作流程 r"&uW !~0  
Z(Z$>P&4  
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。 ]]eI80u[  
f>zd,|)At  
zb,YYE1  
2) 创建透镜 ?[#4WH-G  
4L_AhX7  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens qF3s&WI  
"%rzL.</  
[R(dCq>  
3) 输入透镜参数 %$6?em_  
,~G:>q$ad  
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; H g04pZupN  
8JojKH  
's\rQ-TV  
q${+I(b,  
将第二面的圆锥系数改为-1
Y;1s=B9  
4) 创建LED光源 >uP1k.z'I  
AvZO R  
J;S Z"I'  
光源类型为Random plane ; XYze*8xUb  
光线数为10000; cXIuGvE&=  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 95.s,'0  
形状选为椭圆; orZwm9#].  
)CoJ9PO7  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 5 D[`nU}  
半径选择60度 'byao03  
类型选择 Lambertian jP31K{G?  
形状选择 Elliptical T?KM}<$(O  
MUi#3o\f  
波长选择默认默认波长 8E|FFHNK<2  
Power默认为1 watts P/[}$(&:  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm @@5Ju I-!  
<Q@{6  
LED光源设定办法 0~Iq9}{*P  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) "Z#MR`;&29  
$AF,4Ir-b+  
波长设定,颜色选为绿色
V;(Rg=5  
功率设定(在Power units选择Watts)
50^CILKo7  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane asL!@YE  
L"'L@ A|U  
创建平面探测器(plane)
(G 9Ku 8Y  
tN_~zP  
6) 创建分析面 l:(?|1_  
^:2>I$  
97n,^t2F\  
9=9R"X>L  
光线滤光器设置 ]ZS/9 $  
7) 执行光线追迹 h{CMPJjD  
{PkPKp  
w -5_Ru  
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。 :9W)CwZ)V  
U?8X]  
8) 优化设定 lTZcbaO?]  
IRbZ ;*3dO  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 V&R_A~<T  
E@8&#<  
定义变量
vJg^uf)  
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)
5[A4K%EL  
9) 优化 24I~{Qy  
@\Yu?_a  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 [p96H)8YU  
=%0r_#F%=  
.] BJM?9  
2^fSC`!  
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
o%l|16DR  
!;B^\ 8{  
10) 光线追迹与结果分析 iYz!:TxP  
4fau 9bW  
R|K#nh  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 3ms{gZbw  
g({dD;  
*h2)$^P%  
优化后透镜的面型如下: h9j/mUwV  
透镜渲染效果
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