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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 *b< a@  
,U-aZ  
本文您将会学到如下内容: 3B{B6w}t&  
 透镜基本参数输入; `%PU_;Y5Q  
 优化变量与评价函数设定; C(t >ZR  
 优化; (5-4`:1ux  
 照度分析; 7hg)R @OC  
*G]zN"Y  
2. 操作流程 @vy {Q7aM  
h5vvizruy  
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。 +\@) 1  
8efQ -^b.  
5]c'n  
2) 创建透镜 ,qo"i7c{:  
Y Ib=rR[ $  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens p5 !B  
JjD'2"z  
zcn> 4E)  
3) 输入透镜参数 DH3.4EUWS  
g~>g])  
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; U$-;^=;  
F@+FXnz  
L)0j&  
f{m,?[1C,  
将第二面的圆锥系数改为-1
j,HUk,e^&  
4) 创建LED光源 >?pWbL  
g$z9 (i+  
gj\'1(Ju  
光源类型为Random plane ; QT!!KTf  
光线数为10000; R]s\s[B  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; N-lo[bDJh  
形状选为椭圆; mX4u#$xs:  
fR:BF47  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. eM3-S=R?<g  
半径选择60度 88K=jo))b  
类型选择 Lambertian "kYzgi  
形状选择 Elliptical l6YToYzE2  
IvW%n(a8^  
波长选择默认默认波长 eU[f6OGqC  
Power默认为1 watts ,KM-DCwcG  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm Z#J cN quM  
:^G;`T`L  
LED光源设定办法 GT -(r+u  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) qIO<\Y l  
hI&ugdf  
波长设定,颜色选为绿色
U',.'"m  
功率设定(在Power units选择Watts)
u$3wdZ2&m  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane U c6]]Bbc  
TA x9<'  
创建平面探测器(plane)
y([""z3<w  
{*X8!P7C  
6) 创建分析面 u:6PAVW?  
QG|KZ8uO  
13:yaRo  
,b&-o?.{  
光线滤光器设置 /Ir|& <yB  
7) 执行光线追迹 +c8cyx:^f  
I6k S1  
P 57{  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 `|[" {j}^  
Ca&p;K9FR  
8) 优化设定 r`; "  
j-?zB .jAh  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 l> Mth+ ,b  
@,Re<%\  
定义变量
T:/68b*H\:  
定义评价函数 (RMS Direction Spread)
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
&_DRrp0CN  
9) 优化 mt0ZD}E  
.U66Uet>RX  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 d )}@0Q  
&#AK#`&)0i  
E(0(q#n  
bZ/4O*B  
优化结束后会弹出如下报告
在输出结果可以看到当前评价函数数值
ylV.ZoY6  
:;wb{q$O  
10) 光线追迹与结果分析 'CrBxaA]s  
Kb<^Wdy4T  
RWN2 P6  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 C*S%aR  
cH5@Jam  
c]pO'6]  
优化后透镜的面型如下: ) <lpI';T  
透镜渲染效果
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