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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 YzeNr*  
/DoSU>%hK  
本文您将会学到如下内容: R 9b0D>Lxt  
 透镜基本参数输入; *8I &|)x  
 优化变量与评价函数设定; 2dJP|T9H  
 优化; (u-eL#@  
 照度分析; agp7zw=N  
#(G"ya  
2. 操作流程 o&:'MwU  
5 =Op%  
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。 GtpBd40"  
]jgMN7  
M992XXd  
2) 创建透镜 *dPG[ }  
o3(:R0  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens b&2 N7%  
8\Kpc;zb  
KK, t!a  
3) 输入透镜参数 );=0cnr3  
G?<uw RV  
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; H_>9'(  
,C}s8|@k  
)8*}-z  
W=\45BJ  
将第二面的圆锥系数改为-1
tx,q=.(  
4) 创建LED光源 AfvIzsT0  
e&-MP;kgW9  
- `{T?  
光源类型为Random plane ; A\ r}V-  
光线数为10000; `CY c>n"  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; a7n`(}?Y  
形状选为椭圆; 2"IDz01ne  
0^K2"De  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Y@ X>ejk"  
半径选择60度 #T++5G  
类型选择 Lambertian u{LtyDnik  
形状选择 Elliptical z^u*e  
t 09-y  
波长选择默认默认波长 o'K= X E  
Power默认为1 watts g9@H4y6fe=  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm :pvB}RYD  
@ )Nw>/; o  
LED光源设定办法 @K\ hgaQ  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) ti!kJ"q  
uSUog+i  
波长设定,颜色选为绿色
m,V"S(A  
功率设定(在Power units选择Watts)
qW`DCZu  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane KW(^-:wmr  
[C{oj*"c]  
创建平面探测器(plane)
#@L5yy2  
PFjh]/=  
6) 创建分析面 ^J'O8G$  
oc;4;A-;`c  
Pye/o  
lP *p7Y '  
光线滤光器设置 ~rlPS#]o  
7) 执行光线追迹 S4VM(~,o  
wizLA0W  
S/dj])g  
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。 B*:W`}G]_c  
||Vx:(d7D&  
8) 优化设定 BAojP1}+,  
BvP++,a&Sa  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 'm0_pM1:D  
jHk.]4&0  
定义变量
Ffig0K+ `  
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* Sg?L  
9) 优化 9r> iP L2H  
r4Xaa<  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 {t|Q9&  
ce:wF#Qs  
b%7zu}F  
+2>, -V  
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
wRg[Mu,Q5  
IV~5Y{(l  
10) 光线追迹与结果分析 +V;d^&S  
oiOu169]  
vI]V@i l  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 q);oO\<  
+wfZFJ:1l  
5xQ5)B4k  
优化后透镜的面型如下: mQ3gp&d3W  
透镜渲染效果
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