FRED准直透镜模拟与优化
1. 摘要 6v~` jS%3 AZ'
"M{wiI 本文您将会学到如下内容: 0sq?;~U 透镜基本参数输入; fFP>$ 优化变量与评价函数设定; M`IiK+IoU 优化; KWtLrZ(j 照度分析; [U+6Tj, lU]/nKyd 2. 操作流程 *>Sb4: G8xM]'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。 f1GV6/| m xbJ@ z{ {!5"Y(>X 2) 创建透镜 'Gwa[ |6i 9F+i+(\,b 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens
E~oQ%X~ R^zTgyr
@Dc?fyY*o< 3) 输入透镜参数 `L<f15][ 'Okitq+O 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; qh}M!p2 |lH~nU.* dm3cQ<0
V9xZH5T8^ 将第二面的圆锥系数改为-1 }`k >6B 4) 创建LED光源 &1O[N*$e zTi%j$o
e*5TZ7. 光源类型为Random plane ; }'HJV B_ 光线数为10000; ]{0R0Gr94 LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; \m @8$MK 形状选为椭圆; V0hC[Ilr -:9E+b 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. x17cMfCH% 半径选择60度 :`BZ,j_ 类型选择 Lambertian n]&/?6} 形状选择 Elliptical :@LFNcWE B ;Zsp 波长选择默认默认波长 kIS&! V Power默认为1 watts PMr
{BS 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm pQ0yZpN%; sW%U3,j
LED光源设定办法 xLht6%o* LED光源的发光强度(极化角和方位角) |a@$KF$ #;. tVo I
波长设定,颜色选为绿色 TbyQ'MbUv
功率设定(在Power units选择Watts) 1M&n=s
_ 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane i9}n\r0=c zjd]65P
创建平面探测器(plane) 2!QS&i
:b+C<Bp64r 6) 创建分析面 #5HJW[9 $I(2}u?1+d V^Wo%e7#u[ |6LC>'
光线滤光器设置 f:L%th 7) 执行光线追迹 42:~oKiQ$" MtOAA Te?UQX7Z}M 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。 Zab5"JR \~ O6S`, 8) 优化设定 (mXV5IM kJIKULf 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 CFD& -tED& <rc3&qmd
定义变量 s]Z/0:`
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) LL Oe 9) 优化 V.J[Uwf TL@_m^SM 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 xy`aR< L Q1V 4bmM
cw#p!mOi~ Cec!{]DL&  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 Q%4>okj, $oK,&_ 10) 光线追迹与结果分析 ?bbu^;2*f Y}(#kqh>
%Bg}
a 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 Bt|S!tEy EOhUr=5~ h
&9Ld:p 优化后透镜的面型如下: R7cY$K{j
透镜渲染效果
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