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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 l&vm[3  
*O!T!J  
本文您将会学到如下内容: `!]R!T@C  
 透镜基本参数输入; zUNH8=U  
 优化变量与评价函数设定; c{^i$  
 优化; id3)6}  
 照度分析; sbs[=LW4  
#_on{I  
2. 操作流程 9e0C3+)CY  
/A0 [_  
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。 vU?b"n  
z7| s%&  
wwo(n$!\  
2) 创建透镜 <'yf|N!9G  
44Q6vb?  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens w9/nVu  
^).WW  
]jZiW1C*a  
3) 输入透镜参数 <Z2(qZ^Z  
@][ a8:Y9I  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; +Gk! t]dy  
\8=e |a5`  
c*Eok?O  
V h Z=,m  
将第二面的圆锥系数改为-1
14mXx}O  
4) 创建LED光源 tniPEmeS  
3Gc ,I:\  
JmnBq<&,0  
光源类型为Random plane ; cWgbd^J  
光线数为10000; "PZYgl  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; SPfD2%jjC  
形状选为椭圆; ERUs0na]  
IXbdS9,>F  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. nYI/&B{p  
半径选择60度 =Jsg{vI  
类型选择 Lambertian D?iy.Dg  
形状选择 Elliptical Uuwq7oFub  
PN1(j|  
波长选择默认默认波长 6T R8D\  
Power默认为1 watts CPc"  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 6V.awg,  
+io;K]C  
LED光源设定办法 7 JxE |G  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) _#/!s]$d#  
} l:mN  
波长设定,颜色选为绿色
4R K.Il*d  
功率设定(在Power units选择Watts)
ZAI1p+  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane nQ:ml  
+O;OSZ  
创建平面探测器(plane)
tqff84  
A6@+gP<  
6) 创建分析面 WE+sFaKq-  
K*([9VZ  
w JapGc!   
5W?yj>JR  
光线滤光器设置 &4mfzpK  
7) 执行光线追迹 1?/5A|?V4+  
",MK'\E  
r~S!<9f  
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。 W /~||s  
O vyB<r  
8) 优化设定 [(D}%+2   
*Gk<"pEeS  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 sf.E|]isW  
4FfwpO3,Ku  
定义变量
^yn[QWFO  
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)
u\Nw:Uu i  
9) 优化 9pVf2|5hj  
ROJ'-Vde9  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 x?k  
afxj[;p!  
5~`|)~FA  
+XU$GSw3(  
优化结束后会弹出如下报告
在输出结果可以看到当前评价函数数值
902!M65[rG  
9J-!o]f .b  
10) 光线追迹与结果分析 !7O=<  
Ev$-P X  
o*O "\/pmF  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 oW yN:Qh  
42n@:5`{+  
&J5-'{U|0  
优化后透镜的面型如下: y]z)jqX<  
透镜渲染效果
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