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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 dj>zy  
wc`UcGO  
本文您将会学到如下内容: eg!s[1[_  
 透镜基本参数输入; H0r@dn  
 优化变量与评价函数设定; z3x /Y/X$S  
 优化; ?5-Y'(r  
 照度分析; ;5Spdi4w  
H3CG'?{ _  
2. 操作流程 jwhc;y  
d 5jZ?  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 nI]8w6eCV  
cuzU*QW"g  
X?whyD)vE@  
2) 创建透镜 7vZtEwC)n  
a|S6r-_;s  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens i7D[5!  
)}w2'(!X8  
)S"!)\4 b  
3) 输入透镜参数 W cOyOv  
c@f?0|66M  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; &GYnGrw?@  
;\a?xtIy  
lgrD~Y (x  
 qHVZsZ  
将第二面的圆锥系数改为-1
3ScOJo  
4) 创建LED光源 V9`?s0nn^  
[~_)]"pU  
Ql>bsr}  
光源类型为Random plane ; %[S-"k  
光线数为10000; CZZwBt$P  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; HE!"3S2S&+  
形状选为椭圆; 9!} ?}`'_  
6sjd:~J:  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. =1#obB  
半径选择60度 dbga >j  
类型选择 Lambertian gpT~3c;l=  
形状选择 Elliptical 'k'"+  
Z-%zR'-?*  
波长选择默认默认波长 ~dXiyU,y2  
Power默认为1 watts KpX1GrIn3  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm pYN.tD FO  
fM/~k>wl  
LED光源设定办法 m3#rU%Wj  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) >:J7u*>$'  
6+ UTEw;  
波长设定,颜色选为绿色
c,j[ix  
功率设定(在Power units选择Watts)
s@ 02 ?+/  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane >;Ag7Ex  
Kj53"eW  
创建平面探测器(plane)
 #nq$^H  
$ U=j<^R}a  
6) 创建分析面 %fuV]  
o' EJ,8  
_.%U}U  
3-/F]}0y6  
光线滤光器设置 k'8tqIUN]  
7) 执行光线追迹 P+L#p(K  
gCV+amP  
y g:&cIr,  
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。 <EKTFHJ!  
N&yr?b'!-*  
8) 优化设定 &K*Kr=9N  
^>/~MCyM.  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ZS<`.L6B3  
&j}:8Tst  
定义变量
0^3n#7m;K  
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)
9^+E$V1@  
9) 优化 + mPVI  
~2;\)/E\  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 6bDizS}  
x,NV{uG$n  
-K (>uV!?  
;w7s>(ITZ  
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
kGmz1S}2  
_vJ(F  
10) 光线追迹与结果分析 ) 7C+hQe  
%p:Z(zU  
od)ssL&E~  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 + )n}n5  
x7xMSy  
1'!D   
优化后透镜的面型如下: oj/#wF+  
透镜渲染效果
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