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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 !\ IgTt,  
;#F/2UgHB  
本文您将会学到如下内容: -bN;nSgb  
 透镜基本参数输入; INi9`M.h  
 优化变量与评价函数设定; qgT~yDm  
 优化; ZPktZ  
 照度分析; `OL@@`'^{S  
 `UC  
2. 操作流程 ;"}yVV/4  
\{Q d  
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。 %V,2,NCd  
S_E-H.d"  
cBZK t  
2) 创建透镜 lEcZ/  
{`FkiB` i  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens #JmVq-)  
KT3W>/#E  
B-oQ 9[~  
3) 输入透镜参数 vD=>AAvG  
O%g 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; L}E~CiL0n  
:bh#,]'  
0rt@4"~~w  
rBOxI  
将第二面的圆锥系数改为-1
p#5U[@TK  
4) 创建LED光源 lO (MF  
$pKlF0 .  
 /$Qs1*  
光源类型为Random plane ; #.<Uy."z2  
光线数为10000; Q]JWWKt6rV  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; :]Nn(},  
形状选为椭圆; `D44I;e^1;  
p?uk|C2  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. m\4V;F  
半径选择60度 9H~2 iW,Q;  
类型选择 Lambertian mH1T|UI  
形状选择 Elliptical 6:fHPlqW  
y*F !k{P  
波长选择默认默认波长 ;6 ?a8t@  
Power默认为1 watts prHM}n{0  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm s6q6)RD"  
,Wv@D"4?  
LED光源设定办法 !lVOZ %  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) u|ph_?6 o  
)8cb @N  
波长设定,颜色选为绿色
oZD+AF$R  
功率设定(在Power units选择Watts)
J!{t/_aw  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane HT`k-}ho,  
)j/2Z-Ev:W  
创建平面探测器(plane)
Fy; sVB  
Ulf'gD4e  
6) 创建分析面 Dias!$g  
- w{`/  
0N|l1Sn  
-wh?9 ?W  
光线滤光器设置 %O69A$Q[m  
7) 执行光线追迹 a2!U9->!  
GM~Ek] 9C%  
NJNS8\4  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 oe'f?IY  
D-/q-=zd  
8) 优化设定 [!~= m  
wD\viu q0  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 oimM)Yo  
YE*%Y["  
定义变量
eh39"s  
定义评价函数 (RMS Direction Spread)
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
pjN4)y>0  
9) 优化 fN_qJm#:$y  
gW5yLb_Vz$  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 t/wo G9N  
b8 ^O"oDrp  
=*5< w  
q4EOI  
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
nO+-o;DbC  
z/I\hC9i  
10) 光线追迹与结果分析 $} @gR] Z  
3'7]jj  
)ZW[$:wA  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 +SB>>  
[;Y,nSw  
Tc.QzD\  
优化后透镜的面型如下: g8SVuG<DI\  
透镜渲染效果
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