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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 tl'n->G>v  
X*,Kb(3   
本文您将会学到如下内容: Qv-@Zt!8  
 透镜基本参数输入; uIU5.\"s  
 优化变量与评价函数设定; GJqE!I,.  
 优化; JJRK7\~$  
 照度分析; f{0F|w< gf  
\p%3vRwS%p  
2. 操作流程 Ged[#Q  
GElvz'S~  
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。 ![f ![l  
l|5fE1K9U  
L],f3<  
2) 创建透镜 "*O4GPj  
WL{(Ob  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens a6kV!,.U  
d,$d~alY  
F7")]q3I~  
3) 输入透镜参数 ){r2T1+-%  
?aW^+3i  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; tTU=+*Io  
,ZS6jZ  
Mc!Xf[  
Su 5>$  
将第二面的圆锥系数改为-1
](F#`zUQ  
4) 创建LED光源 [=%TnT+^9  
:R.&`4=X  
81*M= ?  
光源类型为Random plane ; dJ?XPo"Cm=  
光线数为10000; N$[$;Fm:  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; M# 18H<]  
形状选为椭圆; ]; %0qb  
q$G,KRy/  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. t*@z8<H  
半径选择60度 |j3'eW&=  
类型选择 Lambertian -YD+(c`l  
形状选择 Elliptical fIGFHZy,  
*-s,. F+c  
波长选择默认默认波长 Nm):9YQ/  
Power默认为1 watts .d/: 30Y  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 1 y}2+Kk  
6oSQQhge  
LED光源设定办法 5sPywk{  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) &uUo3qXQ5l  
#0 6-:  
波长设定,颜色选为绿色
m*X[ Jtr  
功率设定(在Power units选择Watts)
0q\7C[R_  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane c#N<"cy>  
1009ES7*  
创建平面探测器(plane)
 Xtq{%  
I]!^;))  
6) 创建分析面 {G*A.$-d  
(Toq^+`c  
%r)avI  
#y|V|nd  
光线滤光器设置 Z`3ufXPNlO  
7) 执行光线追迹 . |*f!w}5  
P'MY[&|mM'  
!se0F.K  
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。 fA48(0p  
mW%?>Z1=>d  
8) 优化设定 9;%CHb&  
YC]L)eafo`  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 w<9>Q1(  
!QmzrX}h  
定义变量
3\;27&~gV  
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)
xyr+_k-x&q  
9) 优化 9dh >l!2  
Y,8KPg@W  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 A~nf#(!^]  
^7]"kg DA  
~8|t*@D  
B~'MBBD"  
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
+MK6zf  
dMx4ykrR  
10) 光线追迹与结果分析 Fyyg`J  
/9y aW7w  
a'\By?V]  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 nxQ?bk}*d  
Wl^R8w#Z$  
@+U,Nzd  
优化后透镜的面型如下: ^5=UK7e5KY  
透镜渲染效果
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