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infotek 2023-05-18 08:25

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% r  
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=wLNmH  
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  
>_tn7Z0 L  
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_  
|<9 R%  
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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