FRED准直透镜模拟与优化
1. 摘要 v.e~m2u_F xrCb29{ 本文您将会学到如下内容: uSn<]OrZo` 透镜基本参数输入; W*NK-F[ 优化变量与评价函数设定; p |xMXoa` 优化; OLgW.j:Ag 照度分析; DM)%=C6< <+${gu?^ 2. 操作流程 d^YM@>% Zjkrne{ 1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 jMB&(r zD}2Zh] *Z=:?4u 2) 创建透镜 dQH9NsV7g Nh/B8:035 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens vd}Y$X Dwp-*QK^G
n{v[mqm^ 3) 输入透镜参数 c2fbqM~ j_2yTz"G- 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; ~^pV>>LX| f-/zR %s{ j6{9XIRo_
;`MKi5g 将第二面的圆锥系数改为-1 %nkP?gn"a 4) 创建LED光源 ag\xwS#i5H ]M#OS$_O@
EvEI5/z 光源类型为Random plane ; Y$ To)qo 光线数为10000; PQFr4EY?i LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; .gK>O2hI 形状选为椭圆; uzpW0(_i3a i[d@qp!H= 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. nd)bRB 半径选择60度 BYBf`F)4 类型选择 Lambertian +Tug.[A 形状选择 Elliptical g1TMyIUt[ b/eJEL 波长选择默认默认波长 M@b:~mI[sw Power默认为1 watts UX& ?^] 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm cK(S{|F I "<ACM
LED光源设定办法 D[ -Gzqh LED光源的发光强度(极化角和方位角) xmI!N0eta 6+hx64 =
波长设定,颜色选为绿色 FV->226o%
功率设定(在Power units选择Watts) N4JJA+ 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane m$X0O_*A ClvqI"Rd
创建平面探测器(plane) Anu`F%OzB
.+ w#n< 6) 创建分析面
1:+f@# sAG#M\A6 @1UC9}> utDjN"
光线滤光器设置 ]a}K%D)H 7) 执行光线追迹 9+o`/lk1 :t36]NM [h
GS* 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。 U)n+j}vi lSu\VCG 8) 优化设定 quPNwNy L\u6EMyV 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 <FfdOK_ 6pHn%yE*
定义变量 cn~M:LW23
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) Xj^Hy"HC^~ 9) 优化 9Rg|o CP_ ?!4xtOA 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 FXi"o
$N TC%ENxDR
&u@<0 1= O"D0+BK79e  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 #:yh2y7a% lLb"><8a 10) 光线追迹与结果分析 G{ 9p.Q 4*K~6Vh
{|;5P.,l 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 j6NK7Li ^s_BY+# ve [*t ` 优化后透镜的面型如下: #@*;Y(9Ol
透镜渲染效果
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