FRED准直透镜模拟与优化
1. 摘要 dj>zy wc`UcGO 本文您将会学到如下内容: eg!s[1[_ 透镜基本参数输入; H0r@dn 优化变量与评价函数设定; z3x/Y/X$S 优化; ?5-Y'(r 照度分析; ;5Spdi4w H3CG'?{ _ 2. 操作流程 jwhc;y d5jZ? 1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 nI]8w6eCV cuzU*QW"g X?whyD)vE@ 2) 创建透镜 7vZtEwC)n a|S6r-_;s 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens i7D[5! )}w2'(!X8
)S"!)\4 b 3) 输入透镜参数 W cOyOv c@f?0|66M 两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; &GYnGrw?@ ;\a?xtIy lgrD~Y (x
qHVZsZ 将第二面的圆锥系数改为-1 3ScOJo 4) 创建LED光源 V9`?s0nn^ [~_)]"pU
Ql>bsr} 光源类型为Random plane ; %[S-"k 光线数为10000; CZZwBt$P LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; HE!"3S2S&+ 形状选为椭圆; 9!} ?}`'_ 6sjd:~J: 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. =1#obB 半径选择60度 dbga >j 类型选择 Lambertian gpT~3c;l= 形状选择 Elliptical 'k'"+ Z-%zR'-?* 波长选择默认默认波长 ~dXiyU,y2 Power默认为1 watts KpX1GrIn3 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm pYN.tD FO fM/~k>wl
LED光源设定办法 m3#rU%Wj LED光源的发光强度(极化角和方位角) >:J7u*>$ ' 6+UTEw;
波长设定,颜色选为绿色 c,j[ix
功率设定(在Power units选择Watts) s@02?+/ 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane >;Ag7Ex Kj53"eW
创建平面探测器(plane) #nq$^H
$U=j<^R}a 6) 创建分析面 %fuV]
o'EJ,8 _.%U}U 3-/F]}0y6
光线滤光器设置 k'8tqIUN] 7) 执行光线追迹 P+L#p(K gCV+amP y
g:&cIr, 可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 <EKTFHJ! N&yr?b'!-* 8) 优化设定 &K*Kr=9N ^>/~MCyM. 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ZS<`.L6B3 &j}:8Tst
定义变量 0^3n#7m;K
定义评价函数 (RMS Direction Spread) 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 9^+E$V1@ 9) 优化 +mPVI ~2;\)/E\ 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 6bDizS} x,NV{uG$n
-K (>uV!? ;w7s>(ITZ  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 kGmz1S}2 _v[gJ(F 10) 光线追迹与结果分析 )7C+hQe %p:Z(zU
od)ssL&E~ 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 + )n}n5
x7xMSy 1'!D
优化后透镜的面型如下: oj/#wF+
透镜渲染效果
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