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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 rt-\g1x  
YB))S!;Ok  
本文您将会学到如下内容: o?Nu:&yE  
 透镜基本参数输入; b}9[s  
 优化变量与评价函数设定; or*HC&c7  
 优化; n^(A=G  
 照度分析; gT+Bhr  
k8nLo.O  
2. 操作流程 !cW[G/W8  
/TQ}} YVw  
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。 oP?YA-#nc  
m*0,s  
Iry  
2) 创建透镜 `b5 @}',  
34|a\b}  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens hjx)D  
V}w;Y?] J  
\(UKd v  
3) 输入透镜参数 Vn=qV3OE]  
[`=LTBt  
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; `D5HC  
B#%; Qc  
JWP*>\P  
7cg*|E@  
将第二面的圆锥系数改为-1
1r)kR@!LNG  
4) 创建LED光源 cTZ.}eLh  
n";02?@F  
{Z;t ^:s#  
光源类型为Random plane ; _>o-UBb4]T  
光线数为10000; VxO%rq3  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 0"k |H&  
形状选为椭圆; TB6m0qX(  
rd|uz4d  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 6X g]/FD  
半径选择60度 "v*8_El  
类型选择 Lambertian =;~I_)Pg1  
形状选择 Elliptical }S_oH9A  
o@>? *=  
波长选择默认默认波长 i@"e,7mSG  
Power默认为1 watts f5RE9%.#~  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm `xS{0P{uj  
+';>=hha  
LED光源设定办法 r4_eTrC,  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) -#`c5y}P  
3cl9wWlJ_E  
波长设定,颜色选为绿色
o(A|)c4k  
功率设定(在Power units选择Watts)
G*[P <<je_  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane :q3+AtF  
9W*+SlH@ !  
创建平面探测器(plane)
beY=g7|  
pz^<\  
6) 创建分析面 ]pA(K?Lbg  
&UHPX?x  
tEd.'D8 s  
x90*yaw>h  
光线滤光器设置 l kIn%=Z  
7) 执行光线追迹 qKS;x@  
OY-w?'p?W  
!#ri5{od  
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。 *TW=/+j  
pC,o2~%{  
8) 优化设定 V2Q$g^X'  
"e3["'  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 !4"sX+z9  
Cm$1$?J  
定义变量
VvbFp  
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)
dGfVZDsr]  
9) 优化 \/7i-B]G7  
TOF '2&H  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 73A)lU.  
S/vf'gj  
%wV>0gQTf  
C8N{l:1f]  
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
;32#t[i b  
EY`H}S!xy  
10) 光线追迹与结果分析 6< J #^ 6  
g o5]<4`r  
jcCoan  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 qJ!Z~-hS  
e)nimq {6  
M x5`yT7  
优化后透镜的面型如下: 6TWWl U^e  
透镜渲染效果
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