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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 q7f;ZK=f  
wK'!xH^  
本文您将会学到如下内容: Zxc7nLKF~  
 透镜基本参数输入; c|}K_~l_  
 优化变量与评价函数设定; =Y/fF  
 优化; [Z5[~gP3  
 照度分析; 0vuKGjK  
zf3:<CRX5  
2. 操作流程 4Kn9*V  
>$naTSJq  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 /8>0; bX+  
1%spzkE 3P  
^+%tlX_+.  
2) 创建透镜 UM( l%  
%8bzs?QI  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens /}$T38  
g 6VD_  
w;c#drY7S  
3) 输入透镜参数 !ASoXQRz  
UiR,^/8ED  
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; ,<$YVXe/  
wD6!#t k  
nx-1*  
uKbHFF  
将第二面的圆锥系数改为-1
Ln=>@  
4) 创建LED光源 | 7 m5P@X  
Du^x=;  
p:JRQT"A  
光源类型为Random plane ; p,w|=@=  
光线数为10000; B6ed,($&  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 6h2x~@  
形状选为椭圆; GG_^K#*  
6Lg!L odu  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. =! N _^cb  
半径选择60度 U=F-] lD  
类型选择 Lambertian F?b'L JS  
形状选择 Elliptical [A"H/Qztk  
qDRNtFa  
波长选择默认默认波长 0R@g(  
Power默认为1 watts Iz}2 ^  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ?ds f@\  
=[P%_v``  
LED光源设定办法 ,u}<Ws8N  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) S5~`T7Ra  
h L]8e>a?  
波长设定,颜色选为绿色
-BA"3 S  
功率设定(在Power units选择Watts)
-DP8NTl"  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane u0XP(d H  
h; 'W :P  
创建平面探测器(plane)
+{xMIl_  
R}DX(T,K  
6) 创建分析面 dD/t_ {h  
uxa=KM1H  
'7xxCj/*  
CAUijMI@  
光线滤光器设置 S3u yn78hI  
7) 执行光线追迹 k> b&xM!  
})20Zld}a  
;/@?6T"  
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。 ]alh_U  
5<89Af&&K8  
8) 优化设定 WP0 #i~3*  
#P(l2(  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 },DyU  
Z)mX,=p  
定义变量
Gn]d;5P=  
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)
=/6p#d*0  
9) 优化 9i0M/vx  
nQ5N=l  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 1"}B]5!  
|d $1wr  
bvl~[p$W3  
B?SNea,I4  
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
yeh8z:5Z O  
NEA_Plt  
10) 光线追迹与结果分析 oW^k7 #<e}  
NMXnrvS&  
<tFSF%vG=  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 ^8:VWJM  
%=V"CJ$|  
np\st7&f6  
优化后透镜的面型如下: tXt:HVN  
透镜渲染效果
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