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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 22a$//}E  
aF1pq  
本文您将会学到如下内容: l 'fUa  
 透镜基本参数输入; m/5:-xL31  
 优化变量与评价函数设定; Q7gBxp  
 优化; 3+;]dqZ  
 照度分析; 79AOvh  
/0>Cy\eN0  
2. 操作流程 ,9^wKS!7$  
I $!Y  
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。 [RiCa  
'=EaZ>=  
 )f>s\T  
2) 创建透镜 CaX&T2(  
Cp7EJr~  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Fyrr,#  
7rw}q~CE5  
6Daz1Pxd+  
3) 输入透镜参数 ,YX[6eZr  
I9h?Z&n5  
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; -)(HG)3  
#>g]CRN  
ev7Y^   
*q{/`Z{wy  
将第二面的圆锥系数改为-1
@[D-2s  
4) 创建LED光源 P^#<h"Ht  
$/ew'h9q  
JeU|e$I4>  
光源类型为Random plane ; 6H\3  
光线数为10000; T.H S.  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ;  }bz v&k  
形状选为椭圆; #lRkp.e  
%,Xs[[?i  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. glbU\K> >  
半径选择60度 3#}5dO  
类型选择 Lambertian lPFT)>(+@  
形状选择 Elliptical pi[:"}m]/P  
R_eKKi@VH  
波长选择默认默认波长 RR>Q$ K  
Power默认为1 watts c&z@HEzV7  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 'kPc`) \  
B@D3aOvO  
LED光源设定办法 C vfm ,BL  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) ^5x\cR  
H]K(`)y}4  
波长设定,颜色选为绿色
6|+I~zJ88  
功率设定(在Power units选择Watts)
p@!{Sh  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 9IZ}}x  
`O ?61YUQH  
创建平面探测器(plane)
[GJ_]w^}j  
i9+(gX(t  
6) 创建分析面 ~ \z7$9Q  
xhLVLXZ9  
,rx?Ig}k z  
;2 y3i5^k  
光线滤光器设置 Z;`ts/?SY]  
7) 执行光线追迹 {{w5F2b((%  
>u?pq6;  
.I_Mmaq;i  
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。 ^3 C8GzOsO  
C qOvVv  
8) 优化设定 U<QO@5  
`3m7b!0k  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 E Mq P  
>J,Rx!fq3  
定义变量
RuSKJ,T:9  
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)
]JF>a_2wG  
9) 优化 f-&4x_5  
D#R5G   
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 Gv?3T Am8  
".Z|zt6C  
Ib3n%AG  
jz;N&62|  
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
=0!PnBGYn  
6V)P4ao  
10) 光线追迹与结果分析 tGv5pe*r  
eK[8$1  
n?'I&0>M  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 }}L :6^  
?Co)7}N  
Q'D%?Vg'  
优化后透镜的面型如下: "X<vgM^:  
透镜渲染效果
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