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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 ? ]hS^&  
]d50J@W c  
本文您将会学到如下内容: @7OE:& #V  
 透镜基本参数输入;  -bQi4  
 优化变量与评价函数设定; uZ(,7>0  
 优化; (t2vt[A6ph  
 照度分析; g 9:V00^<  
IyGW>g6_.  
2. 操作流程 MnD^jcx   
;v> +D {s  
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。 PZO8< d  
Z^ }4bR]  
tf?"AY4  
2) 创建透镜 y_N h5  
RWINdJZ  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens vB1nj<]&z  
g2W ZW#a)  
L$ ZZ]?7j  
3) 输入透镜参数 8Hh= Sp^  
)dZ1$MC[  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; w.R2' W R  
t gHXIr}3  
uPBtR  
u1_NC;  
将第二面的圆锥系数改为-1
&=hkB9 ;  
4) 创建LED光源 Ai.^~#%X  
@1iH4RE*  
R)BH:wg"  
光源类型为Random plane ; d m$iiRY  
光线数为10000; 5r(Y,m"?  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; "BD$-]  
形状选为椭圆; 8Xk,Nbcqt  
pJPP6Be<  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. iVqXf;eB!5  
半径选择60度 DyPb]Udb:  
类型选择 Lambertian ^U0)iz  
形状选择 Elliptical a qIpO  
I=}pT50~9  
波长选择默认默认波长 `ls^fnJTpf  
Power默认为1 watts WTQd}f  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm |n+ ` t?L^  
wBIhpiJX0  
LED光源设定办法 3IDX3cM9  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) anxwK47  
LXx`Vk>ky  
波长设定,颜色选为绿色
 o C#W  
功率设定(在Power units选择Watts)
P~7p~ke  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane rEG!A87Zz  
=E4~/F}9/T  
创建平面探测器(plane)
i@hW" [A  
?D S|vCae  
6) 创建分析面 |!.VpN&  
>'|Wrz67Z  
p-,(P+Np  
]sG^a7Z.X  
光线滤光器设置 mM)d`br  
7) 执行光线追迹 co [  
cy!;;bB  
&)#bdt[  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 E.+BqWZ!  
'?dT<w=Y&  
8) 优化设定 TOXZl3 s5#  
Xhm)K3RA*T  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 +DA ,|~k_  
|&0zAP"\  
定义变量
G>w+J'7  
定义评价函数 (RMS Direction Spread)
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
Xwt}WSdF`k  
9) 优化  T6N~L~J  
XD$;K$_7  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 2r>I,TNHl  
$V2.@ X  
7|IOn5  
Awo H d7M  
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
UJXRL   
eC^UL5>%  
10) 光线追迹与结果分析 :esHtkyML  
!1tHg Z2\  
B&~#.<23:  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 )T1U!n?^x  
v2e*mNK5  
{8)Pke  
优化后透镜的面型如下: .Vm!Ng )j  
透镜渲染效果
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