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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 c+ie8Q!  
%BODkc Zh  
本文您将会学到如下内容: sLk-x\P]|  
 透镜基本参数输入; uxz^/Gk  
 优化变量与评价函数设定; MdF2Gk-9  
 优化; lB4WKn=?Kl  
 照度分析; 7tp36TE  
<_+X 88  
2. 操作流程 zt%Mx>V@  
>\8+: oS^  
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。 LzL So"n  
8P`"M#fI  
a+QpM*n7Lq  
2) 创建透镜 !)$Zp\Sg  
LP=)~K<  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens rm_Nn8p,  
%TqC/c  
j8gdlIx  
3) 输入透镜参数 iy"*5<;*DD  
=(^3}x  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; V]^$S"Tv  
EQ_aa@M7  
;*J  
: Dp0?&_  
将第二面的圆锥系数改为-1
6LhTBV  
4) 创建LED光源 AQ Ojit6p  
mkpMfPt  
73-p*o(pt  
光源类型为Random plane ; $[|mGae  
光线数为10000; +ge?w#R  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ^zr`;cJ+c  
形状选为椭圆; JXx wr)i  
7p[n  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. D_MmW  
半径选择60度 '%;m?t% q  
类型选择 Lambertian d-%hjy3N  
形状选择 Elliptical wuBPfb  
+[ZY:ZQ  
波长选择默认默认波长 $~kA B8z  
Power默认为1 watts TqQ[_RKg2  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm /{2,zW  
|y*c9  
LED光源设定办法 !IR6 ,A\  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) n"8Yv~v*2j  
iow"n$/  
波长设定,颜色选为绿色
@F>D+=hS  
功率设定(在Power units选择Watts)
/_.|E]  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane &&%H%9  
H/Jbk*Q  
创建平面探测器(plane)
*^r}"in  
atzX;@"K  
6) 创建分析面 |BYRe1l6l  
`@%LzeGz  
7$#u  
(?];VG  
光线滤光器设置 (At$3b6  
7) 执行光线追迹 8,|kao:  
bd`P0f?  
MOC/KNb  
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。 V~#tuv  
u:b=\T L  
8) 优化设定 4z)]@:`}z  
1mJ Hued=6  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 s[N@0  
WzWX E(  
定义变量
@]0%L0u  
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)
/@5YW"1  
9) 优化 0\$2X- c  
@nf`Gw ;  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 DwF hK*  
qP;OaM CX  
=u;MCQ[  
JS77M-Ac  
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
Y*hCMy;  
-qoH,4w  
10) 光线追迹与结果分析 AwN!;t_0+N  
[-&Zl(9&  
.^.z2 e  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 nFn5v'g  
^Dx&|UwiZa  
E"0>yl)  
优化后透镜的面型如下: QW"! (`K  
透镜渲染效果
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