FRED准直透镜模拟与优化
1. 摘要 rV"3oM]Lo tlO=> 本文您将会学到如下内容: nl2Lqu1 透镜基本参数输入; *fi`DiO 优化变量与评价函数设定; 4mW$+lzn 优化; tpzWi
W/ 照度分析; )2E vZn %Jl6e}! 2. 操作流程 p?Ux1S am5;B`}q 1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 FB?V<x :twp95{R1 ?-&k?I 2) 创建透镜 \l0!si h{HpI
0q4 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens +-t&li%F of7'?]w
BuM#&]s 3) 输入透镜参数 ByoI+n* U se3EI1e 两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; KpG'E OFv-bb*YZ ;gHcDnH)
\g]rOYW 将第二面的圆锥系数改为-1 :k_)Bh?+ 4) 创建LED光源 Z{ YuX Z 5 .cfI[
, =*^XlO=c 光源类型为Random plane ; kN<;*jHV 光线数为10000; ,lCFe0>k!= LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; HIj:?y 形状选为椭圆; -=:tlH
n n~>b}DY 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. k%-y\WM 半径选择60度 [4;_8-[Nv 类型选择 Lambertian c-7Zk!LfD 形状选择 Elliptical " E5=AWd \l[AD-CZPh 波长选择默认默认波长 g~|x^d^;| Power默认为1 watts e=jtF"& 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm }7%ol&<@ 92,@tNQQ}
LED光源设定办法 C2iOF /4 LED光源的发光强度(极化角和方位角) Q.8^F #\ ="^z6
波长设定,颜色选为绿色 S._h->5f
功率设定(在Power units选择Watts) \ X6y".|- 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane .Xxxz
Wyk 3uvl'1(%J
创建平面探测器(plane) /f.
,xs!
a(JtGjTf& 6) 创建分析面 geM`O|Np rTC| 8e E>QEI; z&qOu8Jh
光线滤光器设置 KJ-Q$
M 7) 执行光线追迹 u91 |CS&H2!s nu|?F\o! 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。 ,:81DA )B@&q.2B= 8) 优化设定 2<2a3'pG 4g.S!-H@R 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 jNIz:_c-~ O1]XoUH<
定义变量 Oh}@c~7;
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) M
8mNeh 9) 优化 )gR3S%Ju ,5sv; 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 3fop.%( @:9mTP7
KA`)dMWL ,.gI'YPQC  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 LR17ilaa' z8};(I>) 10) 光线追迹与结果分析 >R/^[([;] /#xYy^`
SYOU&* 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 Qbj:^{`>( Gg7ZSB 7 C|ou7g4'p 优化后透镜的面型如下: *41WZ E
透镜渲染效果
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