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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 /A`zy  
RHA>fXp  
本文您将会学到如下内容: D -\'P31  
 透镜基本参数输入; mk3e^,[A  
 优化变量与评价函数设定; HZ`G)1&)  
 优化; dzC&7 9$  
 照度分析; @=| b$E  
}sN9QgE  
2. 操作流程 %BP)m(S7  
3Tte8]0  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 M5bj |tQ4  
0aN}zUf  
-X[8soz  
2) 创建透镜 s%?p%2&RA  
=2V;B  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens "rlSK >`  
u:>3j,Cs  
fbbl92p  
3) 输入透镜参数 E)Epr&9S  
R)d 7b,_Yd  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; F/,<dNJ  
NCh(-E  
9;WOqBD  
&_x/Dzu!z  
将第二面的圆锥系数改为-1
2\8\D^   
4) 创建LED光源 jm!C^5!  
ezy5Jqk5%  
X;a{JjN  
光源类型为Random plane ; 4Xho0lO&  
光线数为10000; E3C[o! 5  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ~m=%a  
形状选为椭圆; 0GR9C%"]  
0Y`tj  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. zNTu j p  
半径选择60度 UE;) mZ=l|  
类型选择 Lambertian .BB:7+  
形状选择 Elliptical >Ezwl5b  
')cgx9   
波长选择默认默认波长 .7^-*HT}  
Power默认为1 watts  s !vROJ  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm l,2z5p  
]O ` [v  
LED光源设定办法 ;GE u.PdxB  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) #\;w::  
]|BSX-V.%i  
波长设定,颜色选为绿色
e{+{,g{iu  
功率设定(在Power units选择Watts)
]<?)(xz  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ZvKMRW  
%hb5C 4q  
创建平面探测器(plane)
nAC#_\  
._nKM5.  
6) 创建分析面 D}U<7=\3H  
e%Xf*64  
EKw\a  
w1G.^  
光线滤光器设置 (`Mz.VN  
7) 执行光线追迹 twS3J)UH  
<|G~S<y}  
vaZZzv{H  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 {4q:4 i  
fb;"J+  
8) 优化设定 'U0I.x(  
,#O8:s  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 E\N=p&g$  
wdV?& W+  
定义变量
<\EfG:e  
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)
-{%''(G  
9) 优化 GK%ovK  
>D#}B1(!  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 E-iBA(H  
1 *CWHs  
3) 0~:  
jdf@lb=5l  
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
* XGBym  
F ;&e5G  
10) 光线追迹与结果分析 6|Q'\  
93DBZqN  
[wG%@0\  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 f~9Y1|6  
IW_D$pq  
O3: dOL/C  
优化后透镜的面型如下: LS$82UB&  
透镜渲染效果
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