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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 m]{<Ux  
03P N{<  
本文您将会学到如下内容: M@',3  
 透镜基本参数输入; " whO}  
 优化变量与评价函数设定; R-=_z 6<  
 优化; h9tB''ePE  
 照度分析; bbE bf !E  
CsJ)Z%4_  
2. 操作流程 \f8P`oET~  
vgUhN_rK  
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。 J- @o@!o  
yS1b,cxz  
8o*\W$K@  
2) 创建透镜 I}6DoLbV  
2rPcNh9  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens \O8Y3|<  
d,h~u{  
Fw(b1d>E  
3) 输入透镜参数 R@)'Bs  
I$3"|7[n  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; cq'}2pob  
VEFwqB1l  
aF; ]7i@  
` <l/GwtAJ  
将第二面的圆锥系数改为-1
[4K9|/J  
4) 创建LED光源 x>1iIpBv^  
2<46jJYL'  
rW=k%# p  
光源类型为Random plane ; t 1Ir4  
光线数为10000; fPh}l  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; [H6X2yjj|  
形状选为椭圆; *G2)@0 {  
E<X{72fb>  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 1Pw(.8P  
半径选择60度 ;~'cITL  
类型选择 Lambertian )vEHLp.  
形状选择 Elliptical cJ7{4YK_#/  
'S%} ?#J  
波长选择默认默认波长 \-$b o=s.  
Power默认为1 watts Z1)jRE2dl  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm :{TmR3.  
$'J6#Vs  
LED光源设定办法 ;Sx'O  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) !]{1h  
O X5Co <u  
波长设定,颜色选为绿色
y(bt56 | z  
功率设定(在Power units选择Watts)
`uM0,Z  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane -H ac^4uF  
&6,Yjs:T m  
创建平面探测器(plane)
z^a6%N  
]2aYi9)  
6) 创建分析面 (T%F!2i([U  
lJGqR0:r+  
Th& Wq  
(^s&M  
光线滤光器设置 9rpg10/T  
7) 执行光线追迹 'Ec:l(2Ec  
M<#)D  
[6&CloY3  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 oqd N5+xt  
4mM2C`I  
8) 优化设定 9J2q`/6~e  
O#Zs3k  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 YP$*;l  
 ^ :  
定义变量
IQk#  
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)
zT4ulXN  
9) 优化 V~J2s  
?5r2j3mqgv  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 qj3bt_F!x  
xT=kxyu  
FVC2XxP  
N[ Lz 0c?  
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
Ip7FD9 ^  
q563,s  
10) 光线追迹与结果分析 |0%4G k);  
bWQORjnd8  
[oU+b(  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 \@}$Wjsl  
z:i X]df  
_/sf@R  
优化后透镜的面型如下: A9qO2kq7_  
透镜渲染效果
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