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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 ^#:F8D  
Gn+3OI"  
本文您将会学到如下内容: KB3zQJY  
 透镜基本参数输入; 4|PNsHXt  
 优化变量与评价函数设定; ah1DuTT/G  
 优化; gA`x-`  
 照度分析; OanHG  
f[}N  
2. 操作流程 MJxTzQE  
\(m_3 H  
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。 e~Hx+Qp.G  
SiBhf3   
g8I=s7cnb  
2) 创建透镜 ?z "fp$  
S w<V/t  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens *&i SW~s  
OB-2xmZW  
,VtrQb)Yf  
3) 输入透镜参数 <M//zXa  
;a]Lxx;-  
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; v\LcZt`}  
)@%wj;>a  
F.nJX ZnJ  
)T4%}$(  
将第二面的圆锥系数改为-1
h"b;e2  
4) 创建LED光源 m %mA0r  
{|{}]B  
1Tn0$+$.4  
光源类型为Random plane ; ,}9G|$  
光线数为10000; W>ZL[BQ  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; CTqAhL 4}  
形状选为椭圆; ,(%?j]_P2  
OI=LuWGQE1  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. [P'crV,m  
半径选择60度 |sa{!tKJ  
类型选择 Lambertian \ow3_^Bk  
形状选择 Elliptical uU&,KEH  
;H%&Jht  
波长选择默认默认波长 x2 s%qZ#  
Power默认为1 watts OK=lp4X  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm $}{u6*u.,  
0zSRk]i.f  
LED光源设定办法 $6&P 69<  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) AixQR[Ul*c  
qNhV zx  
波长设定,颜色选为绿色
&) '5_#S  
功率设定(在Power units选择Watts)
xjm|ewo  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane [# X:!xcl  
Y} '8`.  
创建平面探测器(plane)
q T16th[D  
[31vx0$_p  
6) 创建分析面 A7{l60(5  
4v@urW s  
2>Uy`B|f  
a6UW,n"n  
光线滤光器设置 w"-'  
7) 执行光线追迹 1l@gZI12#/  
<NIg`B@'s  
^ X&`:f  
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。 ] D(laqS;"  
-EwtO4vLJ  
8) 优化设定 KNR_upO8  
6mawcK:7  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Kp_L\'.I5$  
l7rGz2:?  
定义变量
amPC C  
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)
"8p fLI  
9) 优化 *O`76+iZ|_  
o6@Hj+,,  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 SC'F,!  
/xK5%cE>B  
ZI<p%IQ   
410WWR&4_  
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
,zCrix 3  
 T?!&a0  
10) 光线追迹与结果分析 h6!o,qw"  
j Hd <*  
Ri,8rf0u  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 In-W,   
2r+@s g  
:+1S+w  
优化后透镜的面型如下: Dxc`K?M   
透镜渲染效果
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