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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 ^N`KT   
;ZkY[5  
本文您将会学到如下内容: )Lk2tvr  
 透镜基本参数输入; _ozg=n2(  
 优化变量与评价函数设定; U.ZA%De  
 优化; NGEE'4!i7T  
 照度分析; :_+U[k(#  
x}x)h3e  
2. 操作流程 +aqQa~}r  
?DnQU"_$  
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。 Iv{iJoe;UH  
)0Vj\>  
8 -w|~y';  
2) 创建透镜 uVXn/B  
qR , 5  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens WMFn#.aY5  
]eTp?q%0  
+LF=oM<  
3) 输入透镜参数 #}8VUbJ  
CM `Q((  
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; ]*0t?'go'  
QqXaXx;  
#X6=`Xe#  
'OMl9}M  
将第二面的圆锥系数改为-1
sr~VvciIy  
4) 创建LED光源 [yRqSB  
ADMeOdgca  
Exat_ L'?  
光源类型为Random plane ; q@4Cw&AI+  
光线数为10000; TJ,?C$3  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; -{yG+1  
形状选为椭圆; bnE&-N*  
BpF}H^V-  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. uYd_5 nw  
半径选择60度 rhN"#?  
类型选择 Lambertian -1R7 8(1  
形状选择 Elliptical Z,F1n/7  
>Q)S-4iR  
波长选择默认默认波长 \,`iu=YZv  
Power默认为1 watts 8JO(P0aT  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm A}1:fw\Fn3  
tTJ$tx  
LED光源设定办法 L-e6^%eU  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) S @)P#  
/NVyzM51V  
波长设定,颜色选为绿色
j9= )^?  
功率设定(在Power units选择Watts)
&hzr(v~;  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane j!a&l  
QO|jdlg  
创建平面探测器(plane)
L!2Ef4,wAz  
yIS&ZtBA  
6) 创建分析面 J {\]ZPs  
m=]}Tn  
r / L  
+#g4Crb  
光线滤光器设置 (DTkK5/%  
7) 执行光线追迹 hHsO?([99  
"ScY'<  
:?7^STc  
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。 SvD:UG  
ybgw#jv=  
8) 优化设定 L$f:D2Ei  
qTnk>g_oS&  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 <t.  w(?  
kL%o9=R1  
定义变量
b#_u.vP  
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)
m?<5-"hz  
9) 优化 h)yAg e  
" G0HsXi  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ro@`S:  
o!|TCwt  
 Z_?r5M;  
J(x42Q}*S  
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
7_AcvsdW  
o2NU~Ub  
10) 光线追迹与结果分析 +J%9%DqF  
iY4FOt7\  
(]p,Z <f  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布  k/}E(_e  
{afR?3GK  
JGKiVBN  
优化后透镜的面型如下: uE{nnNZy  
透镜渲染效果
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