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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 L@+j8[3BX  
hQk mB|];5  
本文您将会学到如下内容: ZHB'^#b  
 透镜基本参数输入; 2/bck)p=  
 优化变量与评价函数设定; J=Jw"? f  
 优化; CZ0 {*K:  
 照度分析; <fyv^e  
jRBx7|ON  
2. 操作流程 A#p@`|H#B  
Dg]i};  
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。 IMrB!bo r  
:b ;5O3:B  
mg 3jm  
2) 创建透镜 ,CvU#ab8$  
- Zw"o>  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens q6,xsO,+  
PzF)Vg  
$4?%Z>'  
3) 输入透镜参数 ;1y\!f3#V~  
H37Z\xS  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; t?{ B*  
wUSWB{y  
)45,~+XX  
2L\h+)  
将第二面的圆锥系数改为-1
v<-D>iJ  
4) 创建LED光源 pu^1s#g8w  
LZ@^ A]U  
GC{Ys|s  
光源类型为Random plane ; >LNl8X:Cz*  
光线数为10000; v(0vP}[Q7E  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; L Y M`  
形状选为椭圆; D2hvf ^g'*  
Pgo5&SQb  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. kBT cN D|  
半径选择60度 Sj*H4ZHD<&  
类型选择 Lambertian 6s uc0  
形状选择 Elliptical Obd!  
@<AIPla  
波长选择默认默认波长 ?K]k(ZV_+Y  
Power默认为1 watts 7X.1QSuE  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm EYQ!ELuF  
Ylf6-FbF  
LED光源设定办法 I?:V EN:  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) 1"k +K~:  
E8503  
波长设定,颜色选为绿色
|)lo<}{  
功率设定(在Power units选择Watts)
:Rq D0>1  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane [;b9'7j'  
' ZB%McS  
创建平面探测器(plane)
ZWFH5#=  
<ImeZ'L7  
6) 创建分析面 6$z UFIk  
d`xqs,0f  
Wl,yznT  
/2z 2a-!r  
光线滤光器设置 0 Hq$h  
7) 执行光线追迹 '.bMkty#  
JAn3  
d,>l;l  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 \GkcK$Y  
U9 If%0P  
8) 优化设定 I 7TMv.  
LO2sP"9  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 J|>P,x#G  
Z# :Ww  
定义变量
i.#s'm.9  
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)
z6Hl+nq B  
9) 优化 EEaFi 8  
|ST&,a$(  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 yf$7<gwX  
g,1\Gj%y  
9:m+mpL=9  
3sL#_@+yz  
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
3j3AI 7c  
[m4<j  
10) 光线追迹与结果分析 `Ffn:=Do  
+Y \#'KrA  
*L!R4;ubE  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 %>s y`c  
T|=8 jt,  
4RK^efnp  
优化后透镜的面型如下: 1,/oS&?E  
透镜渲染效果
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