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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 m~>@BCn;  
*eGM7o*\X  
本文您将会学到如下内容: tX?J@+  
 透镜基本参数输入; Uw <{i  
 优化变量与评价函数设定; 8Q(8b@ZO,  
 优化; 6+PGwCS  
 照度分析; Gru ALx7  
QO,+ps<  
2. 操作流程 %?=)!;[  
[cpNiw4e  
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。 /gw Cwyo  
/80YZ   
tlGWl0V?7Q  
2) 创建透镜 KY+]RxX  
L_?$ayZ;  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 9,WG!4:+W  
m#5|J@]  
9;E%U2T7  
3) 输入透镜参数 (PCimT=5  
W~XV  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; 9 _M H  
N<#S3B?.  
Nz(c"3T;  
9[epr+f  
将第二面的圆锥系数改为-1
.4S^nP  
4) 创建LED光源 @Og\SZhn  
Wo:zU  
Bi9 N  
光源类型为Random plane ; H(5S Kv5  
光线数为10000; JfZL?D{NM  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; l>3M|js@/  
形状选为椭圆; 2.fyP"P L  
lfU"SSQ  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. d&PE,$XC  
半径选择60度 kcq9p2zKv  
类型选择 Lambertian \N# HPrv}  
形状选择 Elliptical H{ n>KZ]\  
ue6/EN;}  
波长选择默认默认波长 D-TNFYYy2  
Power默认为1 watts Pi&fwGL  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 5t"bCzp  
&X#x9|=&O  
LED光源设定办法 mJ6t.%'d  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) Z`-)1!  
h3UZ|B0=  
波长设定,颜色选为绿色
-dc5D@4`#s  
功率设定(在Power units选择Watts)
%:'1_@Ot 2  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane .NV)hg)|cZ  
}<5\O*kX4  
创建平面探测器(plane)
+BtLyQ  
OEy:#9<'  
6) 创建分析面 u):%5F/  
X <ba|(  
HobGl0<y  
8 7|8eU2:k  
光线滤光器设置 C;58z 5*,  
7) 执行光线追迹 0,vj,ic*WX  
mR" 2  
%T&&x2p^=?  
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。 nK?k<  
fw(j6:p  
8) 优化设定 OUBgBr   
xoz*UA.  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 %mB!|'K%  
n3HCd- z  
定义变量
J]=aI>Ow  
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!yh\\   
9) 优化 y]E)2:B[d  
(?*mh?  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 26('V `N  
Sg_-OX@f  
VuO)  
(04j4teE  
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
J#Ne:Aj_  
:uT fhr  
10) 光线追迹与结果分析 A_6/umF[ZA  
.^9/ 0.g8t  
TeGLAt  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布  eo<~1w  
Ol/2%UJXL  
T,xVQ4J?  
优化后透镜的面型如下: 5Re`D|8  
透镜渲染效果
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