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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 5 |{0|mP  
E}mnGe  
本文您将会学到如下内容: ItHKpTe r  
 透镜基本参数输入; V:)k@W?P  
 优化变量与评价函数设定; W}+Q!T=  
 优化; 8vz9o <I  
 照度分析; 8 wQV^G  
@~'c(+<3  
2. 操作流程 :}FMauHh  
A!H6$-W|p  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 y _>HQs,:  
yPn5l/pDDr  
IfeG"ua|  
2) 创建透镜 T/MbEqAf  
7EOn4I2@[  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens b\"JXfw  
yAG4W[  
D$;mur'  
3) 输入透镜参数 tn+i5Eso  
:e ?qm7cB  
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; }&d]Uv/4  
G<9MbMG  
a"EP`  
&`Q0&8d5  
将第二面的圆锥系数改为-1
KR%p*Nh+C  
4) 创建LED光源 v$p<6^kJ  
G#@o6r  
QL"fC;xUn,  
光源类型为Random plane ; iW+ZI6@  
光线数为10000; w '~f Z*  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; mWsVOf>g  
形状选为椭圆; f I`6]?W  
$d{{><  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. )MHvuk:I)  
半径选择60度 *J=`"^BO  
类型选择 Lambertian C]K@SN$   
形状选择 Elliptical ,;y 5Mu8  
]Hc `<P  
波长选择默认默认波长 acdaDY  
Power默认为1 watts 0diQfu)Fi  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm LtJ$ZE^GB  
A &~G  
LED光源设定办法 yDWzsA/X  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) M['8zN  
}?$d~]t)  
波长设定,颜色选为绿色
F4M<5Yi  
功率设定(在Power units选择Watts)
I{JU<A,&  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane L10Vq}W"  
@ >%I\  
创建平面探测器(plane)
hdQ[=PH)  
`8\ _ ]w0  
6) 创建分析面 @E{c P%fv  
{vx{Hwyv  
aU<0<Dx  
=7e~L 3 K  
光线滤光器设置 NYM$0v`0YK  
7) 执行光线追迹 I5wf|wB-  
`][~0\Y3m  
K8XXO"  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 '=G4R{  
s+2\uMwf*  
8) 优化设定 =Jg5J5  
-d[9mS  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 t~)w921>  
;VSHXU'H  
定义变量
n9<QSX&~<  
定义评价函数 (RMS Direction Spread)
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
Q[;!z1ur  
9) 优化 o )GNV  
oil s;*q  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 _Xlf}BE  
UtIwrR[  
282 m^ 2  
q@~N?$>  
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
1 9$ufod  
/d%&s^M:  
10) 光线追迹与结果分析 /i"vEI  
<:-|>R".  
]7^OTrZ N  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 30-XFl  
, b ,`;I  
YT+fOndjaF  
优化后透镜的面型如下: "G)-:!H  
透镜渲染效果
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