FRED准直透镜模拟与优化
1. 摘要 (T`x-wTl 2f~s$I&l# 本文您将会学到如下内容: W;0_@!?mr} 透镜基本参数输入; -8TJ~t%w4 优化变量与评价函数设定; @c.QrKSaD 优化; 4V[+6EV 照度分析; 1zl@$ Nt Rhr]ML 2. 操作流程 xi|iV1A
R4qS,2E 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。 .0s/O 'rd{fe_g! |pJ.73 2) 创建透镜 ^TB%| yZ _ >0~y"~M 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 5@Rf]'1B0 a:P%
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u/hD9g~H7K 3) 输入透镜参数 Y.&z $+ Ak4iG2 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; f5`exfdHE zzPgLE55 B%r)~?6DM
$r_z""eOc 将第二面的圆锥系数改为-1 hQX|wWh 4) 创建LED光源 B\N,%vsx#U znu?x|mV
WI~';dK2] 光源类型为Random plane ; m2\ZnC 光线数为10000; 33
N5> } LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; a*vi&$@`Z1 形状选为椭圆; 0R*!o\y o<%Sr* 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 9#pl BtQ** 半径选择60度 9/Q5(P 类型选择 Lambertian aIJ[K 形状选择 Elliptical !&! sn"yD ]Ub?Wo7F? 波长选择默认默认波长 O^`Y>>a Power默认为1 watts n {^D_S 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm -LQ%)'J ZN Z=wLNm H
LED光源设定办法 80 p7+W2m LED光源的发光强度(极化角和方位角) Q2iu}~ &4p:2,|r9
波长设定,颜色选为绿色 Riu0;U( \
功率设定(在Power units选择Watts) B;_M52-B 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane B&<Z#C:I (}c}=V
创建平面探测器(plane) -_A0<A .
.PxtcC.K 6) 创建分析面 ?l
bK;Kv E+[K?W5 }0qgvw lwjg57
光线滤光器设置 6XB9]it6 7) 执行光线追迹 WM*7p;t@) / 1E6U6 >_tn7Z0L 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。 lts{<AU~ 6?(*:}Q 8) 优化设定 qI KVu_ |<9R% 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 #@lLx?U x!gu&AA<*
定义变量 i!sKL%z}
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) r1$
O<3\ 9) 优化 E}4R[6YD lHr?sMt 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 bi[vs| Z*x Q"+\
@k ~Xem%< WVp14Z?k  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 B-'Xk{
g$9Yfu 10) 光线追迹与结果分析 @
L?7`VoE ~#7=gI&p@
'tp+g3V 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 beN0?G F0]NtKaH RE7 I" 优化后透镜的面型如下: &F)P3=
透镜渲染效果
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