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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 ZX9TYN  
2 ^h27A  
本文您将会学到如下内容: /Z'L^ L%R  
 透镜基本参数输入; v+46 QK|I&  
 优化变量与评价函数设定; le/,R@]B9  
 优化; + B B@OW  
 照度分析; ?!A7rb/tj  
a{^m-fSaR"  
2. 操作流程 Z}mLLf E  
"p_J8  
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。 dJJP3} M/  
!t$'AoVBq  
8m2Tk\;:  
2) 创建透镜 Mm.<r-b  
*W,]>v0%T  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens )h"<\%LU  
v1o#1;  
Cl; oi}L  
3) 输入透镜参数 Qu?R8+"KS  
T!+5[  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; x+ Ttl4  
Q sZx) bO  
xST8|H  
C7lH]`W|/  
将第二面的圆锥系数改为-1
Uzz'.K(Mv|  
4) 创建LED光源 `q}I"iS  
K2M~-S3  
QdT}wkX  
光源类型为Random plane ; RDW8]=uM  
光线数为10000; Ixb=L (V  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; bLlKe50  
形状选为椭圆; Sg&UagBj  
(D#B_`;-  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. %<k2#6K  
半径选择60度 c`J.Tm[_u  
类型选择 Lambertian EYtL_hNp}I  
形状选择 Elliptical m+`fn;*  
u$DHVRrF<  
波长选择默认默认波长 ~zHjMo2  
Power默认为1 watts EN$2,qf  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm K&vF0*gN3  
m? eiIrMW  
LED光源设定办法 d/PiiiFf,  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) 'Y*E<6:  
10)jsA  
波长设定,颜色选为绿色
xbdN0MAU  
功率设定(在Power units选择Watts)
E(O74/2c8  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ykl .1(  
_,p/l&<  
创建平面探测器(plane)
g[1gF&  
S=5<^o^h3  
6) 创建分析面 o)Iff)m$  
)U~=Pf"  
"S8uoSF`>  
o|>'h$  
光线滤光器设置 uD\?(LM  
7) 执行光线追迹 zz+$=(T:M  
x.7]/)  
XRcqhv  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 #xho[\  
iX0i2ek  
8) 优化设定 d ^^bke$~  
I KqQ>Z-q~  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 T=iJGRctB  
_"E%xM*r  
定义变量
/ : L?~  
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)
~D<IB#C  
9) 优化 _2h S";K  
T ? $:'XJ  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 Gr7=:+0n|P  
[BWNRC1  
d6'{rje(  
/M|2 62%  
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
<oR a3Gi(%  
xDG2ws=@D  
10) 光线追迹与结果分析 V}J)\VZ2#  
E0Y-7&Fv  
KV}FZ3jY  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 zDw5]*R  
]"t@-PFX<  
C9~52+S  
优化后透镜的面型如下: Ir {OheJ  
透镜渲染效果
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