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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 1n\ t+F  
U.{l;EL:T  
本文您将会学到如下内容: 3Tq\BZ  
 透镜基本参数输入; )!tK[K?5  
 优化变量与评价函数设定; pKS {6P  
 优化; ^T~gEv  
 照度分析; ^}f -!nf[  
\n9zw'  
2. 操作流程  &QNWL]  
(RtueEb.~E  
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。 ~SvC[+t+U  
z6py"J@  
s}j1"@  
2) 创建透镜 OIl#DV.  
Tlj:%yK2  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens NzKUtwnIz  
X0*QV- RN  
wM_c48|d  
3) 输入透镜参数 h $N0 D !  
_ pO`  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; 7hy&-<  
[31p&FxM  
1 y}2+Kk  
6oSQQhge  
将第二面的圆锥系数改为-1
h d~$WV0#  
4) 创建LED光源 , *qCf@$I  
dz>;<&2Z  
!.1%}4@Q]  
光源类型为Random plane ; i@NqC;~;  
光线数为10000; CQ;]J=|<_  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; !EQ@#qW/  
形状选为椭圆; - y9>;6  
i ZL2p>  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. E2L(wt}^  
半径选择60度 PCnQ_A-Q  
类型选择 Lambertian wB>r (xQ'  
形状选择 Elliptical Il.Ed-&62  
rw)kAe31  
波长选择默认默认波长 :R):b  
Power默认为1 watts [Pe#kzLX  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ``ekR6[8c  
kX:tc   
LED光源设定办法 v}^5Rp&m  
LED光源的发光强度(极化角和方位角)  htY=w}>  
G#Ou[*O'  
波长设定,颜色选为绿色
r3rxC&  
功率设定(在Power units选择Watts)
63?)K s  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane x{ }z ;yG  
~"Gf<3^y+  
创建平面探测器(plane)
`IINq{Zk  
P\CDd=yWc  
6) 创建分析面 9t@:4O  
\8O O)98'  
7t9c7HLuj/  
z=&z_}M8  
光线滤光器设置 +MK6zf  
7) 执行光线追迹 dMx4ykrR  
Fyyg`J  
SvvUkQ#1w  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 ,D6v4<jh  
{J/I-=CmML  
8) 优化设定 #sKWd  
@+U,Nzd  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ^5=UK7e5KY  
h  x6;YV  
定义变量
!A8^Xmz"  
定义评价函数 (RMS Direction Spread)
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
ea=83 Zj  
9) 优化 #0b&^QL  
[=*E+Oc  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 hM@\RPsY  
mxSKG> O  
!k$}Kj)I  
KRsAv^']  
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
(UNtRz'=;  
>95TvJ  
10) 光线追迹与结果分析 2}}?'PwwT  
1-I Swd'u  
4"\ yf  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 YEjY8]t  
!/K8xD$  
r^$~>!kZ|  
优化后透镜的面型如下: f<y& \'3  
透镜渲染效果
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