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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 fK^W6)uuV  
8y']kVg  
本文您将会学到如下内容: }Y^o("c(  
 透镜基本参数输入; [vY#9W"!  
 优化变量与评价函数设定; 5sANF9o!  
 优化; 7B<,nKd  
 照度分析; Xs{PAS0  
jlA6~n  
2. 操作流程 w4fQ~rcUIc  
+ ZK U2N*  
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。 A`#?Bj   
boI&q>-6Re  
DcNp-X40I  
2) 创建透镜 k`;d_eW  
$4mCtonP=  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Z3yy(D>*  
'4Jf[  
BhYvEbt  
3) 输入透镜参数 =w* 8   
wfv\xHG  
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; U9\\8  
74ho=  
XG*> yra`  
Lk!m1J5  
将第二面的圆锥系数改为-1
$KQ q~|  
4) 创建LED光源 R7"7 Rx   
Y0Tad?iC  
{sf ,(.W  
光源类型为Random plane ; "F}dZ  
光线数为10000; R[14scV  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; gs3c1Qa3b  
形状选为椭圆; Q5}XD  
2{.g7bO  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. I(Qz%/Ox  
半径选择60度 F b?^+V]9  
类型选择 Lambertian QJj='+R>  
形状选择 Elliptical !uoT8BBAk  
/@|iI<|  
波长选择默认默认波长 /{:XYeX  
Power默认为1 watts 2*<Zc|uNW  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm I`(53LCqo  
er5!n e  
LED光源设定办法 #6 vf:94  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) Xy%||\P{)  
IIih9I`IR  
波长设定,颜色选为绿色
?Wz2J3A.2t  
功率设定(在Power units选择Watts)
[|ZFei)r  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane xVw@pR;  
?_FL 'G  
创建平面探测器(plane)
_7\`xU  
_?:jZ1wZ  
6) 创建分析面 _}Qtx/Cg  
{ZrlbDQX  
{f\wIZ-K A  
#2s}s<Sc;  
光线滤光器设置 D{s87h  
7) 执行光线追迹 ^utOVi  
VsJ+-IHm  
xh bN=L  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 o5p{ O>D[z  
~h_ _Y>  
8) 优化设定 (BPO*'  
T 5Zh2Q@  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 EYn?YiVFU  
L'r&'y[  
定义变量
r}&&e BY f  
定义评价函数 (RMS Direction Spread)
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
_Iminet  
9) 优化 pHmqwB~|  
Nd]F 33|X  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 4/|x^Ky>G  
kBhjqI*  
5"@>>"3U  
e,epKtL  
优化结束后会弹出如下报告
在输出结果可以看到当前评价函数数值
},j |eA/W  
SFRP ?s  
10) 光线追迹与结果分析 e)wi}\:q_  
/M%>M]  
t*9 gusmG  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 9:4S[mz/hD  
3s/1\m%  
7H)$NG<U$  
优化后透镜的面型如下: ;O% H]oN  
透镜渲染效果
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