FRED准直透镜模拟与优化
1. 摘要 q}A3"$-F mlw BATi 本文您将会学到如下内容: tAu|8aL 透镜基本参数输入; UUEDCtF) 优化变量与评价函数设定; zUgkY`]:BJ 优化; l'{goy f 照度分析; p*&LEjaVM4 3{LvKe 2. 操作流程 ]jY)M<:J4 &fy8,} 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。 vls> 6h /sC[5G% nT.2jk+ 2) 创建透镜 A`/7>'k/q[ |2&mvjk@H 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens gGdYh.K&e5 dvWlx]'
S"A_TH 3) 输入透镜参数 adE0oXQH" -bu. *= 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; Z6AU%3] 9a Ps_|C n2hsG.4
^t%M 将第二面的圆锥系数改为-1 6)<o O( 4) 创建LED光源 dZYJ(7% VM|)\?Q
qhf/B) 光源类型为Random plane ; 43Uy<%yb>} 光线数为10000; z}N^`_ * LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; %t|2GIu 形状选为椭圆; &ziB#(&:H vCo}-b-j 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 3:Egqw 半径选择60度 %LlKi5u] 类型选择 Lambertian so&3A&4cL 形状选择 Elliptical ^B=z_0 * jtpN o~O 波长选择默认默认波长 e/D\7Pf Power默认为1 watts C4TD@ 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ywtDz8!^u !m5\w>
LED光源设定办法 G%/cV?18 LED光源的发光强度(极化角和方位角) DYk->)
TEyPlSGG
波长设定,颜色选为绿色 )tg*dE
功率设定(在Power units选择Watts) 'N/%SRk 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane n,%^R F+^[8zK^
创建平面探测器(plane) 1L9
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*4\ub:9 6) 创建分析面 fb=vO U >(Ddw N9l bbA<Zp OU=IV;V{
光线滤光器设置 1:V/['|*g) 7) 执行光线追迹 uV\#J{'* {lw
ec"{ -/*{^[ 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。 Jq@LZ2^ tXGcwoOB 8) 优化设定 aq**w?l fP*C*4#X 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ~z"->.u N.J:Qn`(
定义变量 >CA1Ub&ls
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) cW>`Z:6{K 9) 优化 SK2pOZN p{u}t!`!d 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ~_6rD`2cJ #jR?C9&!(
@g?z>n
n c9K\K~bk  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 r8E!-r}rno S!bvU2d 10) 光线追迹与结果分析 Y*Rqgpu
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a#@opUn-
*tqeq y-X 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 4^A'A.0 <CdO& xUY ^`9OA`2 优化后透镜的面型如下: #-8/|_*
透镜渲染效果
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