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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 82Z[eo  
5CRc]Q #@  
本文您将会学到如下内容: %z!d4J75  
 透镜基本参数输入; ^w&5@3d  
 优化变量与评价函数设定; PJSDY1T  
 优化; e GqvnNv  
 照度分析; #(26t _a  
rlUdAa3  
2. 操作流程 !S > |Qh  
+hyWo]nW0  
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。 vP87{J*DE1  
k_En_\c?p2  
{'=Nb 5F  
2) 创建透镜 Z+`{JE#  
xi1N? pP  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Dbkuh!R  
^ T:qT*v  
"M5ro$qZ}  
3) 输入透镜参数 0c\|S>g [  
#0YzPMV  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; jV|$? Rcl%  
==e#CSJq  
upEPv .h  
xP5mL3j  
将第二面的圆锥系数改为-1
}G,SqpcG  
4) 创建LED光源 {Y@-*pL]  
^]sMy7X0IK  
3 q.[-.q  
光源类型为Random plane ; Fgc:6<MGM  
光线数为10000; W:+2We@  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; gQk#l\w _  
形状选为椭圆; o,''f_tRQ|  
qeK  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Z 9 q{r s  
半径选择60度 yOn2}Z  
类型选择 Lambertian x4HMT/@AG2  
形状选择 Elliptical WT ~dA95  
G(|(y=ck  
波长选择默认默认波长 +N(YR3  
Power默认为1 watts K^cWj_a"  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm EB3o8  
I$6 f.W  
LED光源设定办法 +v[$lh+  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) [;V1y`/K1  
M:1F@\<  
波长设定,颜色选为绿色
sKG~<8M}  
功率设定(在Power units选择Watts)
oN6*WN tJ  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane (h@yA8>n  
+VpE-X=T  
创建平面探测器(plane)
W1vAK  
Z564K7IV  
6) 创建分析面 6t mNfI34  
'__3[D  
B 1ZHV^  
8yo6v3JqC  
光线滤光器设置 |>o0d~s  
7) 执行光线追迹 cT=wJ  
lTOM/^L  
8hdAXWPn  
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。 }$k`[ivBx(  
bmq XP  
8) 优化设定 a_iQlsU  
Qpv}N*v^  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 @01D1A  
[]N$;~R7  
定义变量
`@.s!L(V  
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)
V8U`%/`N  
9) 优化 ; R|#ae@  
@Jn:!8U0  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 !9<RWNKV)Y  
DEwtP  
vyx\N{  
53+rpU_  
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
NUNn[c  
J)yy}[Fx  
10) 光线追迹与结果分析 {7~ $$AR(  
Jx ;"a\KD  
AoOG[to7  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 ONe!'a0  
%d#)({N  
5NvyK[w]  
优化后透镜的面型如下: q~dg   
透镜渲染效果
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