FRED准直透镜模拟与优化
1. 摘要 kSH|+K\M4 MPF;P&6 本文您将会学到如下内容: vILq5iR 透镜基本参数输入; dsD!)$ 优化变量与评价函数设定; pv){R;f 优化; ,]qTJ`J 照度分析; 9|9Hk1 x,>r}I>^Q 2. 操作流程 Y> f 6 Y76U htYH 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。 92)e/t iP lgaE2`0 [3 ?^z.WQ|f@ 2) 创建透镜 (2fWJ% 7VG S1oP_A[| 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens +4*jO5EZ ibIo1i//[
J'no{3Ktz 3) 输入透镜参数 |ZuS"'3_w d1=fA%pJ 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; _"R /k`8 O0Sk?uJ< hd)HJb-aR
)mF;^3 将第二面的圆锥系数改为-1 >V1v.JH 4) 创建LED光源 Y}Gf%Xi, "de3Sbj@?
;u
"BCW 光源类型为Random plane ; TDo!yQ 光线数为10000; .PJCBTe LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; jX8,y 形状选为椭圆; 9j~|m E+xC1U
3 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. !H[K"7w 半径选择60度 vRn"0Mzl8 类型选择 Lambertian JXA!l?% 形状选择 Elliptical /6PL pNIu;1M5a 波长选择默认默认波长 ! >l)*jN8 Power默认为1 watts #2\
0#HN 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm />q?H)6 heN?lmC
LED光源设定办法 <1(j&U LED光源的发光强度(极化角和方位角) ;+-M+9"?O wW?/`>@
波长设定,颜色选为绿色 >wOqV!0<
功率设定(在Power units选择Watts) AV%t<fDG# 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane LWp#i8, />,KWHR|:
创建平面探测器(plane) PA_54a9/<
?ot7_ vl 6) 创建分析面 ,q|;`?R; g=5vnY h~R= ?%H[ 0V_dg |.
光线滤光器设置 *t3uj 7) 执行光线追迹 X zF-g*e v62M8r,Y { *&Wc Os 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。 O h{>xg Ns}BE H 8) 优化设定 $63_*9 NplWF\5y 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 +i0j3. ?7]UbtW[
定义变量 ft"t
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) D`e6#1DbJ 9) 优化 aIXN wnq `BOG e;pl 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 Q?uHdmY*X Z>)M{25
-m"9v%>Y TyG;BF|rwk  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 Q6lC :cB< 2#hfBJg@ 10) 光线追迹与结果分析 e"@Ag:r@a Z;qgB7-M
5_\+8A* 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 Uxl7O4J@H &u}]3E'-k ~p* \|YC 优化后透镜的面型如下: QRL+-)DMc
透镜渲染效果
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