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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 (&u'S+  
JP(0/?Q  
本文您将会学到如下内容: P,b&F  
 透镜基本参数输入; >3*a&_cI=k  
 优化变量与评价函数设定; %%#bTyF  
 优化; _ 2)QL  
 照度分析; k)[c!\a[i  
dWu;F^  
2. 操作流程 =p7id5"  
=GW[UnO  
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。 u?rX:KkS  
\ .+:yV<$  
|qwx3 hQ?  
2) 创建透镜 rg=Ym.  
=(Y0wZP|  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens dc_2nF  
Gd'_X D  
<r(D\rmD  
3) 输入透镜参数 /"8|26  
G'';VoW=   
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; Ra6}<o  
aR'~=t&;z1  
bE@Eiac  
:h/v"2uDN  
将第二面的圆锥系数改为-1
9qB4\ONXZ  
4) 创建LED光源 (_+ux1h6^  
rhX?\_7o  
(d* | |"  
光源类型为Random plane ; fZLAZMrM  
光线数为10000; `s3:Vsv4  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; J, +/<Y!  
形状选为椭圆; hN\sC9a1  
yF_/.mI  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. T|j=,2_  
半径选择60度 o>T+fBHE  
类型选择 Lambertian tA'5ufj*:  
形状选择 Elliptical .cx9+;  
(:%t  
波长选择默认默认波长 rY1jC\  
Power默认为1 watts @`Dh 7Q  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm AMO{ee7Po  
\%%M>4c  
LED光源设定办法 t("koA=.  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) 5Z"N2D)."  
Jw^my4  
波长设定,颜色选为绿色
5B8fz;l= B  
功率设定(在Power units选择Watts)
#e[r0f?U  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane w{;~  
d-W*`:Q  
创建平面探测器(plane)
8493O x4 O  
f8UO`*O  
6) 创建分析面 sEZ2DnDI  
[ :Sl~  
-~H "zu`  
/oGaA@#+  
光线滤光器设置 z8)&ekG  
7) 执行光线追迹 R? N+./{  
{!wd5C@  
I?%#`Rvu  
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。 i1]}Q$  
Q7UQwAN'  
8) 优化设定 yZNg[KH  
q6%m .X7  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 *7#5pT~  
F< dhG>E9  
定义变量
LA(/UA3Izd  
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)
E(f|LG[I  
9) 优化 ' 8Q }pp`  
Wkr31Du\K  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 u%OLXb  
J'L6^-gV  
1&Mpx!K*T  
>{Xyl):  
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
5B3sRF}  
 _BCq9/  
10) 光线追迹与结果分析 9tmnx')_  
^ 7)H;$  
tCu.Fc@  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 >]Dn,*R  
rV*Ri~Vx  
qmNG|U&  
优化后透镜的面型如下: =t|,6Vp  
透镜渲染效果
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