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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 5<R%H{3j  
74J@F2g}?  
本文您将会学到如下内容: "(TkJbwC[  
 透镜基本参数输入; s~L</Xvo  
 优化变量与评价函数设定; ,YLF+^w-  
 优化; :qj<p3w~}  
 照度分析; 4s.]M>Yb  
:1aL ?  
2. 操作流程 7"2b H  
^&[+H8$  
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。 =/9^, 6Q(  
9 [Y-M  
P LR0#).n  
2) 创建透镜 *l+Cl%e  
;hDa@3|]34  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Q!'qC*Gyfn  
kfrY1  
q mQfLz7&x  
3) 输入透镜参数 Z" v<0]rN  
x]4Kkpqm  
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; }iiHr|l3  
#@f[bP}a  
v#oi0-9o[  
w# y2_  
将第二面的圆锥系数改为-1
1{PG>W  
4) 创建LED光源 "v]%3i.* -  
yfj(Q s  
dt,3"J  
光源类型为Random plane ; 3Qn!y\#  
光线数为10000; :#{Xuy:  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; >lzA]aM$c  
形状选为椭圆; ` E`HVZ}  
}*wLEa  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. +wfVL|.Wq  
半径选择60度 ]\c,BWC@e  
类型选择 Lambertian /n{1o\  
形状选择 Elliptical :8f[|XR4\N  
_eQ-`?  
波长选择默认默认波长 4g` jd  
Power默认为1 watts I9 64  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm nWYCh7  
WlwY <)  
LED光源设定办法 cDkV;$  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) CboLH0Fa  
?u$u?j|N  
波长设定,颜色选为绿色
@!%n$>p/V  
功率设定(在Power units选择Watts)
_M5%V>HO  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane >,5i60Q  
.qD@ Y3-  
创建平面探测器(plane)
\OwpD,'  
ig#r4nQ=  
6) 创建分析面 b$JBL_U5Ch  
963aW*r  
DDd/DAkCX  
MZ4c{@Tg  
光线滤光器设置 @w9{5D4  
7) 执行光线追迹 /f{$I  
*VeW?mY,P  
KG9t3<-`  
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。 eEw.'B  
|(R5e  
8) 优化设定 rNN j0zw>  
hf<J \   
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 2.I^Xf2  
\Ad7 Gi~  
定义变量
6z,Dyy]tl  
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)
Ud%s^A-qS  
9) 优化 LDj<?'  
S33j?+ Vs  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 q0xjA  
^4Uw8-/9  
K?.e|  
.IrNa>J~  
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 =P,](  
|L3X_Me  
10) 光线追迹与结果分析 3z =^(Y  
 #@.-B,]  
Ve 3 ;  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 S -&)p@4  
tNaL;0#Tx  
@r7:NU}  
优化后透镜的面型如下: epD?K  
透镜渲染效果
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