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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 !o:f$6EA~C  
q WQ/ 'M  
本文您将会学到如下内容: 8C*c{(4  
 透镜基本参数输入; dBz/7&Q   
 优化变量与评价函数设定; 9I6a"PGDb  
 优化; 0u;4%}pD  
 照度分析; a!=D[Gz*5  
i\,-oO  
2. 操作流程 N@t|7~  
etTn_v  
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。 u6AA4(  
$<}$DH_Y  
IZpP[hov  
2) 创建透镜 vX/T3WV  
LDPUD'  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens I}1NB3>^  
#qK:J;Sn3  
jPUwSIP  
3) 输入透镜参数 RW<D<5C  
)h7<?@wv&  
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; vSEuk}pk  
U~:-roQ(\  
;U-jO &  
o]4*|ARPs  
将第二面的圆锥系数改为-1
37s0e;aF  
4) 创建LED光源 sB7# ~p A  
.+$ Q<L  
8WXQ Oo8  
光源类型为Random plane ; :tV*7S=)  
光线数为10000; 3}}38A|4  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; [_k1jHr48N  
形状选为椭圆; JRB9rSN^  
p{T*k'  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. T;r2.Pupn  
半径选择60度 k>;`FFQU>  
类型选择 Lambertian F1*>y  
形状选择 Elliptical uXn1 'K<'2  
X% t1 T4  
波长选择默认默认波长 ,o86}6Ag  
Power默认为1 watts eA2@Nkw~)  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm $a.JSXyxL  
z&zP)>Pv  
LED光源设定办法 Kp%2k^U  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) >*35C`^  
Bs^aII$  
波长设定,颜色选为绿色
d; boIP`M;  
功率设定(在Power units选择Watts)
TM%| '^)  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane */`ki;\A  
?9 <:QE;I>  
创建平面探测器(plane)
>mwlsL~X  
0"<H;7K#W  
6) 创建分析面 E(>=rD/+  
,Vc6Gwm  
BC^ :=  
9ijfRqI=x  
光线滤光器设置 J,'M4O\S  
7) 执行光线追迹 <cps2*'  
8\&X2[oAD  
igCZ|Ru\  
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。 ?WGA?J %2  
n(1l}TJy  
8) 优化设定 3dg1DR;  
3c-GY:VkLM  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 )|ju~qbf  
=W(Q34  
定义变量
- YEZ]:"  
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)
,0 M_ Bk"  
9) 优化 6AAz  
V'z1  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 9}rS(/@ }  
t% d Z-Ym  
LBw1g<&  
I ce~oz)  
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
94'&b=5+  
01 }D,W`  
10) 光线追迹与结果分析 Cjn#00  
%z=le7  
Q *D;U[  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 rDdoOb]B  
T$8)u'-pa  
R$R *'l  
优化后透镜的面型如下: Xr,1&"B&t  
透镜渲染效果
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