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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要  )vr@:PE  
wN 2+3LY{  
本文您将会学到如下内容: +)Te)^&v%  
 透镜基本参数输入; ,!ZuH?Z  
 优化变量与评价函数设定; jXcJ/g(X3  
 优化; bRC243]g*A  
 照度分析; r;cDYg  
0MQ= Rt  
2. 操作流程 K,f:X g!:  
fSh5u/F!  
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。 GnV0~?  
p:,Y6[gMo  
?5|;3N/zt  
2) 创建透镜 yev!Nw  
-H1=N  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens E3L?6Qfx>  
a(Y'C`x  
|J`EM7qMK  
3) 输入透镜参数 rvA>khu0/  
KuNLu31%  
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^9l/H~ $  
myx/|-V"F  
q:{#kv8  
 urp|@WZ  
将第二面的圆锥系数改为-1
jA? #!lx_  
4) 创建LED光源 \lL[08G  
r4.6W[| d  
Nk~}aj  
光源类型为Random plane ; J5@08 bZm  
光线数为10000; owVvbC2<b(  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; t2&kGf"  
形状选为椭圆; 0V%c%]PH  
.^YxhUH,G  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 337.' |ZE  
半径选择60度 N'^>pSc4W|  
类型选择 Lambertian xh6(~'$  
形状选择 Elliptical f^%3zWp|-  
lED!}h'4  
波长选择默认默认波长 8K8u|]i  
Power默认为1 watts ;w{<1NH2+.  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm I?KN7(9u?  
D?|D)"?qb  
LED光源设定办法 7KT*p&xm  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) ~z[`G#dU  
jzvK;*N  
波长设定,颜色选为绿色
~f QrH%@  
功率设定(在Power units选择Watts)
vz^ ] g  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane rOIb9:  
tzI|vVT,  
创建平面探测器(plane)
N#w5}It  
G  hM  
6) 创建分析面 dQX-s=XJ  
J%|?[{rO{'  
ktu?-?#0,  
dg D-"-O  
光线滤光器设置 Sn:>|y~  
7) 执行光线追迹 cJKnB!iL5  
!E7gI qo  
.=y=Fv6X  
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。 \0@DOW22C  
LUbhTc  
8) 优化设定 3 ML][|TR  
s|YH_1r  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 qLR;:$]Q&8  
x0 7 =  
定义变量
M-WSdG[AJ  
定义评价函数 (RMS Direction Spread)
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
K5>3  
9) 优化 AXw qN:P}  
z$^d_)  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 2:LUB)&i  
BD6!,  
Y A.&ap  
{uDW<u_!  
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
=D zrM%  
l;$F[/3a  
10) 光线追迹与结果分析 =^"Sx??V  
Q0*E&;|  
g%2G=gR$?z  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 &oL"AJU  
y"?`MzcJ0  
}OkzP)(  
优化后透镜的面型如下: YznL+TD  
透镜渲染效果
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