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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要  b"iPuN!p  
+8h!@  
本文您将会学到如下内容: OlI|.~  
 透镜基本参数输入; Qq+$ea?>  
 优化变量与评价函数设定; B:;$5PUTc  
 优化; bi~1d"j  
 照度分析; +VT/ c  
vY)5<z&  
2. 操作流程 ^ZP $(a4  
wNl{,aH@  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 %W` }  
PUcxlD/a}  
9?]69O  
2) 创建透镜 z[|2od  
ma TQ 0GX  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Q,v/]bXd  
@S9^~W3G3  
gv\WI4"n  
3) 输入透镜参数 #|8Ia:=s  
%>Q[j`9y  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; \w#)uYK{i_  
< #FxI  
'-X[T}  
lV".-:u_  
将第二面的圆锥系数改为-1
aGBUFCCa  
4) 创建LED光源 '9u(9S  
0#Ae<  
4g+Dp&U  
光源类型为Random plane ; ` {/"?s|  
光线数为10000; z=/&tRe W  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; u4x>gRz)  
形状选为椭圆; 7w\L<vFm  
t03X/%H  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ZSvU1T8  
半径选择60度 g>E.Snj}  
类型选择 Lambertian +R"Y~ m{F  
形状选择 Elliptical Nnx dO0X  
n{$! ]^>  
波长选择默认默认波长 B@k2lHks(  
Power默认为1 watts xciwKIpS  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 3!M|Sf<s  
WeZ?L|&%w0  
LED光源设定办法 X4eoE  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) b|pp}il  
= IJ}b=:  
波长设定,颜色选为绿色
#$X _,+<HZ  
功率设定(在Power units选择Watts)
(&MtK1;;  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane E5qt~:C|  
mor[AJ  
创建平面探测器(plane)
&yRR!1n)H  
nc3u sq  
6) 创建分析面 ,n{R,]y\  
2q4-9vu  
#f@}$@  
m<sCRWa-  
光线滤光器设置 } _=h]|6t  
7) 执行光线追迹 ra;:  
ZZ>F ^t  
,Cd4Q7T  
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。 0SR[)ma  
{4{X`$  
8) 优化设定 8.HJoos  
k%R(Qga  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ?f= ~Pn+  
;b}cn!U]  
定义变量
.On3ZN  
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)
!Qq~lAJO;  
9) 优化 .=N?;i  
Vkf c&+  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 &o]fBdn  
QtA@p  
3N ?"s1U  
[Lcy &+  
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
.P#t"oW}  
]?T,J+S  
10) 光线追迹与结果分析 {A~3/M%74;  
87F]a3  
8=)9ZjfD  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 N)/7j7c~;  
d ATAH}r&  
CF6qEG6  
优化后透镜的面型如下: 9"?;H%.  
透镜渲染效果
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