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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 Ca?5bCI,  
7p%W)=v  
本文您将会学到如下内容: bCr) 3,  
 透镜基本参数输入; 9 ?a-1  
 优化变量与评价函数设定; g+;)?N*j  
 优化; u; \:#721  
 照度分析; <7N8L  
\]ouQR.t@\  
2. 操作流程 H=Rqr  
,3l=44*  
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。 =r=[e}&9  
$zS0]@Dj  
}`#OA]NZ  
2) 创建透镜 ivg:`$a[  
m99j]w r~c  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Jlw%t!Kx  
D-\WS^#  
"S#4  
3) 输入透镜参数 7 zo)t1H1  
CBw/a0Uck  
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; '{=dEEi  
Gh}k9-L  
w:xLg.Eq6  
7KIOI,qb6  
将第二面的圆锥系数改为-1
!R*%F  
4) 创建LED光源 "^E/N},%u5  
6(Za}H  
+p6cG\Gp  
光源类型为Random plane ; %"tLs%"7=P  
光线数为10000; 'PPVM@)fU  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; [<SM*fQ>t  
形状选为椭圆; E*VUP 5E  
~XAtt\WS  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ]"bkB+I  
半径选择60度 /MFy%=0l  
类型选择 Lambertian :N03$Tvl  
形状选择 Elliptical i'&KoR ?  
Pw:(X0@  
波长选择默认默认波长 hz#S b~g  
Power默认为1 watts @y:mj \J9  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 3`sM/BoA  
BDoL)}bRE  
LED光源设定办法 Z#7T!/28  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) &atT7m  
ZqKUz5M4  
波长设定,颜色选为绿色
me]O  
功率设定(在Power units选择Watts)
7^$PauAv  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane U 7mA~t2E  
}p-<+sFo  
创建平面探测器(plane)
|jB]5ciT  
0CXh|AU  
6) 创建分析面 9_Tk8L#  
VsS. \1  
9>~UqP9  
g7*cwu  
光线滤光器设置 v_Om3i9$E  
7) 执行光线追迹 >C""T`5]  
TAz #e  
i8R.Wl$l  
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。 x`N _tWZ  
6GVj13Nr  
8) 优化设定 gM=oH   
'G1~\CT  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 oXw}K((|  
{l&6= z  
定义变量
:x e/7-  
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)
ca>6r`  
9) 优化 ~doOt  
&W/C2cpmR  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 Kj[X1X5  
hpJ[VKe  
CD#:*  
}W&hPC  
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
S-^y;#=  
lhZWL}l  
10) 光线追迹与结果分析 F 7+Gt Ed  
#;. tVo I  
S-[]z*  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 U85t !U  
x:8xGG9  
,=KJ7zIK?  
优化后透镜的面型如下: >@^z?nb  
透镜渲染效果
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