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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 ,YjxC p3  
m6b$Xyq[  
本文您将会学到如下内容: bb|}'  
 透镜基本参数输入; di7A/ B  
 优化变量与评价函数设定; D=$4/D:;  
 优化; r0>q%eM8  
 照度分析; }FrEF\}]_7  
O?CdAnhQc`  
2. 操作流程 C(G(^_6  
F8;mYuA  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 o&~dGG4J  
p"2m90IO  
S+r^B?a<oM  
2) 创建透镜 w&%9IJ  
tww=~!  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens wh%xkXa[ur  
tZbFvk2  
zX98c  
3) 输入透镜参数 ?=<~^Lk  
FQ`(b3.   
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; ?ty>}.c t  
vDsF-u1  
k@yh+v5  
OVZP x%a  
将第二面的圆锥系数改为-1
S<"oUdkz  
4) 创建LED光源 k)cP! %z  
! D$Ooamq  
m^<p8KZ  
光源类型为Random plane ; >%u@R3PH]  
光线数为10000; h h"h j  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 9YD\~v;x  
形状选为椭圆; ow/U   
8f|98T"  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. }9^@5!qX  
半径选择60度 A{N\)  
类型选择 Lambertian V7EQ4Om:It  
形状选择 Elliptical M*w'1fT  
sef]>q  
波长选择默认默认波长 nBkh:5E5%  
Power默认为1 watts )hBE11,PB  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm wPX*%0]  
`<U5z$^QTw  
LED光源设定办法 &n:{x}Uc  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) Ird|C[la  
E$A3|rjnoN  
波长设定,颜色选为绿色
M/pMs 6  
功率设定(在Power units选择Watts)
DN_W.o  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ?{6s58Q{  
%Ds+GM-  
创建平面探测器(plane)
wksl0:BL  
2z\e\I  
6) 创建分析面 BEUK}T K4  
Y1)!lTG  
_[t8rl  
@}&_Dvf  
光线滤光器设置 eM2|c3/  
7) 执行光线追迹 T]9m:z X9s  
v7,$7@$:\  
~e-z,:Af  
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。 K\u_Ji]k  
PyBD  
8) 优化设定 g<wRN#B  
pr&=n;_ n  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 |gx ~ gG<  
02=lsV!U  
定义变量
;wHCj$q  
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)
p*20-!{A  
9) 优化 j.%K_h?V5  
%%JMb=!%2  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ++jAz<46  
>/=> B7  
,R2U`EO;  
5T?-zFMM  
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
!RH.|}  
Y`BRh9Sa  
10) 光线追迹与结果分析 %IY``r)j  
(Un_!)  
m@Rtlb  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 Hy_;nN+e  
CU)|-*uiK  
A/}W&bnluD  
优化后透镜的面型如下: j Ux z  
透镜渲染效果
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