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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 ) 9MrdVNv  
z /weit  
本文您将会学到如下内容: * flWL  
 透镜基本参数输入; ZBF1rx?  
 优化变量与评价函数设定; #VO.%H}i  
 优化; p'gb)nI  
 照度分析; _r]nJEF5  
]dq5hkjpU  
2. 操作流程 ^xt9pa$f  
'[Xl>Z[  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 BMdSf(l  
fSjs?zd`  
U~wjR"='  
2) 创建透镜 nx B32  
DKTD Z*  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens N};t<Xev  
+>4^mE" \  
Hng!'  
3) 输入透镜参数 .9OFryo  
~H u"yAR  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; x~EKGoz3  
)yrAov\z*  
Pr`s0J%m  
p0Gk j-  
将第二面的圆锥系数改为-1
3"Yif  
4) 创建LED光源 ;gUXvx~~r  
 &+G; R  
FN!1| 'VK  
光源类型为Random plane ; ab@=cL~^  
光线数为10000; nkRK +~>  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 1q] & 7R  
形状选为椭圆; \Tyf*:_F>  
(i]Z|@|)  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. @o&Ytd;i  
半径选择60度 dMV=jJ%Y  
类型选择 Lambertian f?^S bp  
形状选择 Elliptical w.uK?A>W,  
B)6#Lp3  
波长选择默认默认波长 (ND%}  
Power默认为1 watts Xu6K%]i^  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm `|EH[W&y  
B?3juyB`--  
LED光源设定办法 ~RInN+N#  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) 5kn+ >{jh`  
6G}c1nWU  
波长设定,颜色选为绿色
CW-Ae  
功率设定(在Power units选择Watts)
Y@%`ZPJ  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ;& |qSa'  
{cR=N~_EO  
创建平面探测器(plane)
4,~tl~FD  
Xa,\EEmQ  
6) 创建分析面 Kt6>L5:94  
0hwj\{"  
41yOXy ;~l  
,r`UBQ}?  
光线滤光器设置 ){ gAj  
7) 执行光线追迹 PsbG|~  
vq>l>as9O  
S-!=NX&C  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 J +q|$K6  
X#ZgS!Mn  
8) 优化设定 3=- })X ;  
ARWZ; GX  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 6Dst;:  
TzKK;(GX  
定义变量
d!V$Y}n  
定义评价函数 (RMS Direction Spread)
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
%4,?kh``D  
9) 优化 1bSD,;$sQ  
9M'DC^x*T  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ;#/0b{XFj  
^npJUa  
!h:  Q  
jg_n7  
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
H;S%Y`V  
&z@~B&O  
10) 光线追迹与结果分析 iM5vrz`n  
H~o <AmE0!  
c!wtf,F  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 %Q~CB7ILK  
tsv$r$Se  
KDTDJ8  
优化后透镜的面型如下: yZ3nRiuRT  
透镜渲染效果
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