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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 `+:`_4  
8'io$ 6d=  
本文您将会学到如下内容: RMu~l@  
 透镜基本参数输入; 'I6i ,+D/q  
 优化变量与评价函数设定; y}ev ,j  
 优化; h J)h\  
 照度分析; JU&c.p /  
HY:o+ciH'  
2. 操作流程 g (CI;f}y  
; )@~  
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。 M!D3}JRm  
` 7V]y -  
.Vvx,>>D  
2) 创建透镜 #?- wm  
,(^*+G.i  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ^o&. fQ*  
;+ hH  
M gi,$H  
3) 输入透镜参数 BuXqd[;K%  
LBDjIpR6  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; N2<!}Eyu  
E""bTz@  
FP4P|kl/9'  
#BH*Z(  
将第二面的圆锥系数改为-1
3 {sVVq5Y  
4) 创建LED光源 U0P~  
^WWQI+pk  
ee76L&:  
光源类型为Random plane ; 0[W:d=C`a  
光线数为10000; t&e{_|i#+  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ZyFjFHe+  
形状选为椭圆; N6i Q8P -  
b,1ePS  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. {9.|2%a  
半径选择60度 QD]6C2j*  
类型选择 Lambertian \ta?b!Y),?  
形状选择 Elliptical iSs:oH3l  
3eQ&F~S  
波长选择默认默认波长 @_}P-h  
Power默认为1 watts G2: agqL/  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm Bh-ym8D  
p9{mS7R9T  
LED光源设定办法 O)r4?<Q  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) ds[|   
OYn}5RN  
波长设定,颜色选为绿色
Se =`N  
功率设定(在Power units选择Watts)
Q*ft7$l&  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 3AN/ H  
WCixKYq  
创建平面探测器(plane)
s`~IUNJ@P  
onxLyx|A  
6) 创建分析面 XVZ   
{;6`_-As%  
a<bwzX|.  
"@2-Zdrr1<  
光线滤光器设置 sD#.Oq4&]y  
7) 执行光线追迹 /h|#J  
v):Or'$~M  
c'yxWZEv  
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。 NqWdRU  
E+;7>ja  
8) 优化设定 9~[Y-cpoi  
7WZ+T"O{I  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 o|["SYIf  
['iPl/v0  
定义变量
hM@>q&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)
BLD gt~h#  
9) 优化 h(EhkCf  
m!HJj>GEo  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 + ksVtG,  
Wvf ^N(  
$1`2 kM5  
z-)O9PV  
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
l!u_"I8j5  
#S"nF@   
10) 光线追迹与结果分析 c yz3,3\e  
wI/iuc  
oXF.1f/h  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 2[02,FG  
9'bwWBf7  
A~70  
优化后透镜的面型如下: _I5Y"o  
透镜渲染效果
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