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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 q}A3"$-F  
mlw BATi  
本文您将会学到如下内容: tA u|8aL  
 透镜基本参数输入; UUEDCtF)  
 优化变量与评价函数设定; zUgkY`]:BJ  
 优化; l'{goyf  
 照度分析; p*&LEjaVM4  
3{L vKe  
2. 操作流程 ]jY)M<:J4  
&fy8,}  
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。 vls> 6h  
/sC[5G%  
nT .2jk+  
2) 创建透镜 A`/7>'k/q[  
|2&mvjk@H  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens gGdYh.K&e5  
dvWlx]'  
S"A_TH  
3) 输入透镜参数 adE0oXQH"  
-bu. *=  
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; Z6AU%3]  
9a Ps_|C  
n2hsG.4  
^t%M   
将第二面的圆锥系数改为-1
6)<oO(  
4) 创建LED光源 dZYJ(7%  
VM|)\?Q  
qhf/B)  
光源类型为Random plane ; 43Uy<%yb>}  
光线数为10000; z}N^`_ *  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; %t|2GIu  
形状选为椭圆; &ziB#(&:H  
vCo}-b-j  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 3:Egqw  
半径选择60度 %LlKi5u]  
类型选择 Lambertian so&3A&4cL  
形状选择 Elliptical ^B=z_0 *  
jtpNo~O  
波长选择默认默认波长 e/D\7Pf  
Power默认为1 watts C4TD@  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ywtDz8!^u  
! m5\w>  
LED光源设定办法 G%/cV?18  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) DYk->)   
TEyPlSGG  
波长设定,颜色选为绿色
)tg*dE  
功率设定(在Power units选择Watts)
'N/%SRk  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane n ,%^R  
F+^[8zK^  
创建平面探测器(plane)
1L9 <1  
*4\ub:9  
6) 创建分析面 fb=vO U  
>(Ddw N9l  
bbA<Zp  
OU=IV;V{  
光线滤光器设置 1:V/['|*g)  
7) 执行光线追迹 uV\#J{'*  
{lw ec"{  
-/*{^[  
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。 Jq@LZ2^  
tXGcwoOB  
8) 优化设定 aq**w?l  
fP*C*4#X  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ~z"->.u  
N.J:Qn`(  
定义变量
>CA1Ub&ls  
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)
cW>`Z:6{K  
9) 优化 SK2pOZN  
p{u}t!`!d  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ~_6rD`2cJ  
#jR?C9&!(  
@g?z>n n  
c9K\K~bk  
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
r8E!-r}rno  
S!bvU2d  
10) 光线追迹与结果分析 Y*Rqgpu $  
a#@ opUn-  
* tqeq y-X  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 4^A'A.0  
<CdO& xUY  
^ `9OA`2  
优化后透镜的面型如下: #-8/|_*  
透镜渲染效果
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