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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 TEB<ia3+  
XL=Y~7b  
本文您将会学到如下内容: kD"BsL*6!  
 透镜基本参数输入; +ftOJFkI  
 优化变量与评价函数设定; 3jR>   
 优化; V/N:Of:\R  
 照度分析; @bfW-\ I  
%3SBs*?  
2. 操作流程 V%|CCrR  
ahJ -T@  
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。 WxE^S ??|  
t?&@bs5~g  
Gz09#nFZk  
2) 创建透镜 u V[:e|v  
/i !3Fr"  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Wb)>APL  
mE>v (JY  
BIJlU(aF  
3) 输入透镜参数 ioJ~k[T  
:6h$1 +6  
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; xJcM1>cT>  
&Y `V A  
k 'CM^,F&  
/Ko{S_3< I  
将第二面的圆锥系数改为-1
D6Q6yNE  
4) 创建LED光源 `qXCY^BH2  
' \8|`Zb  
An.Qi=Cv  
光源类型为Random plane ; =P}BAJ  
光线数为10000; W~W `fm  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; !Py SYY  
形状选为椭圆; \jR('5DcB  
\N|ma P  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. n7A %y2  
半径选择60度 9e aqq  
类型选择 Lambertian }piDg(D  
形状选择 Elliptical .,vF% pQ  
 UZ*Yt  
波长选择默认默认波长 Q:v9C ^7  
Power默认为1 watts 7RpAsLH=  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm j]6c_r3  
0`H)c) pP  
LED光源设定办法 {e/6iSpT  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) 3oo Tn-`{  
)8,)&F  
波长设定,颜色选为绿色
+t8{aaV  
功率设定(在Power units选择Watts)
!kpnBgmU  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Qnr7Qnb  
th4yuDPuA  
创建平面探测器(plane)
' K\ $B_  
[V2`t'  
6) 创建分析面 ^q@6((O  
cUDo}Yu  
>Nho`m(  
#P,C9OQD  
光线滤光器设置 jI%g!  
7) 执行光线追迹 e/J|wM9Ak  
Vi:<W0:  
v:xfGA nP  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 gX'nFGqud  
C)H1<Br7  
8) 优化设定 ^1}Y=! &  
-~HyzX\cZB  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 VNggDKS~K  
4UV6'X)V  
定义变量
s9\HjK*+  
定义评价函数 (RMS Direction Spread)
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
No(p:Snbo  
9) 优化 j~#nJI5]  
+<TnE+>j  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 qiyX{J7Z  
Wf>P[6  
oBpoZ @[Z  
^?Y x{r~9  
优化结束后会弹出如下报告
在输出结果可以看到当前评价函数数值
N5%Cwl6i  
2$@N4  
10) 光线追迹与结果分析 C%LXGMt  
z{uRq A G  
caC-JcDXy  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 qVe&nXo  
o 00(\ -eb  
fEgwQ-]  
优化后透镜的面型如下: !o{>[  
透镜渲染效果
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