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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 rV"3oM]Lo  
tlO=>  
本文您将会学到如下内容: nl2Lqu1  
 透镜基本参数输入; *fi`DiO  
 优化变量与评价函数设定; 4mW$+lzn  
 优化; tpzWi W/  
 照度分析; )2EvZn  
%Jl6e}!  
2. 操作流程 p?Ux1S  
a m5;B`}q  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 FB?V<x  
:twp95{R1  
?-&k?I  
2) 创建透镜 \l0!si  
h{HpI 0q4  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens +-t&li%F  
of7'?]w  
BuM #&]s  
3) 输入透镜参数 ByoI+n* U  
se3EI1e  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; KpG'E  
OFv-bb*YZ  
;gHcDnH)  
\g]rOYW  
将第二面的圆锥系数改为-1
:k_)Bh?+  
4) 创建LED光源 Z{ YuX  
Z 5 .cfI[  
, =*^XlO=c  
光源类型为Random plane ; kN<;*jHV  
光线数为10000; ,lCFe0>k!=  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; HIj:?y  
形状选为椭圆; -=:tlH n  
n~>b}DY  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. k%-y \WM  
半径选择60度 [4;_8-[Nv  
类型选择 Lambertian c-7Zk!LfD  
形状选择 Elliptical "E5=AW d  
\l[AD-CZPh  
波长选择默认默认波长 g~|x^d^;|  
Power默认为1 watts e=jtF"&  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm }7%ol&<@  
92,@tNQQ}  
LED光源设定办法 C2iOF/4  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) Q.8^F  
#\="^z6  
波长设定,颜色选为绿色
S._h->5f  
功率设定(在Power units选择Watts)
\ X6y".|-  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane .Xxxz Wyk  
3uvl'1(%J  
创建平面探测器(plane)
/f. ,xs!  
a(JtGjTf&  
6) 创建分析面 geM`O|Np  
rTC|8e  
E>QEI;  
z&qOu8Jh  
光线滤光器设置 KJ-Q$ M  
7) 执行光线追迹 u91  
|CS&H2!s  
nu|?F\o!  
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。 ,:81DA  
)B @&q.2B=  
8) 优化设定 2<2a3'pG  
4g.S!-H@R  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 jNIz:_c-~  
O1]XoUH<  
定义变量
Oh}@c~7;  
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)
M 8mNeh  
9) 优化 )gR3S%Ju  
,5sv;  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 3fop.%(  
@:9mTP7  
KA`)dMWL  
,.gI'YPQC  
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
LR17ilaa'  
z8};(I>)  
10) 光线追迹与结果分析 >R/^[([;]  
/#xYy^`  
SYOU &*  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 Qbj:^{`>(  
Gg7ZSB 7  
C|ou7g4'p  
优化后透镜的面型如下: *41WZE  
透镜渲染效果
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