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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 Ba?1q%eG  
_*UI}JtlS  
本文您将会学到如下内容: $,:mq>]![{  
 透镜基本参数输入; !2Ompcr1  
 优化变量与评价函数设定; tXA?[ S  
 优化; Q4 &P\V  
 照度分析; MJX4;nbl  
#Hr'plg 8  
2. 操作流程 J>#hu3&UOQ  
rZwSo]gp  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 R"XycXn_$  
Fc[vs52  
Q\s+w){f%  
2) 创建透镜 cZ)JvU9]  
Z":m(}u O  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens W8QP6^lY  
5uG^`H@X  
:Ni#XZ{F-/  
3) 输入透镜参数 #y:F3$c  
q !9;JrX  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; xO:h[  
9h+Hd&=  
f_PH?  
68GH$ji  
将第二面的圆锥系数改为-1
Jc?zX8>Ae:  
4) 创建LED光源 d)U(XiK'  
|WS@q'  
xGr{ad.N  
光源类型为Random plane ; m{ani/bt  
光线数为10000; *=B<S/0  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; h/A\QW8Sd  
形状选为椭圆; Tv'1IE  
3pML+Y|ij  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. M 2| k.  
半径选择60度 075IW"p'  
类型选择 Lambertian bBML +0a  
形状选择 Elliptical _;^x^  
cQLPgE0  
波长选择默认默认波长 +C;;4s)  
Power默认为1 watts [mwqCW&  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm  1H.;r(c  
6d8)]  
LED光源设定办法 hj"JmF$m  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) 7;@YR  
!Z>,dN  
波长设定,颜色选为绿色
J V}7c$_  
功率设定(在Power units选择Watts)
?s>_^xfD  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane p q?# X0  
yj'lHC  
创建平面探测器(plane)
F$4=7Njv  
@I1*b>X~<  
6) 创建分析面 xe6V7Wi/Tt  
k>MXOUaW.  
([a;id  
 ^F?B_'  
光线滤光器设置 |UlR+'rl  
7) 执行光线追迹 C$q-WoTM(  
A #SO}c  
um]N]cCD`  
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。 65@GXn[W_  
Pl|I{l*o(`  
8) 优化设定 `lm'_~=`&  
E)Qg^DHP/  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 HQ=pf >  
`_/1zL[  
定义变量
w=-{njMz6&  
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)
N1g;e?T ':  
9) 优化 \Qv:7;?  
7o+VhW<|5  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 He4q-\ht  
hC{2LLu;n  
Dz.kJ_"Ro  
_{^F8  
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
0V8G9Gj  
O.Dz}[w  
10) 光线追迹与结果分析 K4NzI9@  
4E!Pxjl3a  
4 }_}3.  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 Yx. t+a-  
R(y`dQy<K  
8zeD%Uv  
优化后透镜的面型如下: v(sS$2J|}  
透镜渲染效果
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