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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 kSH|+K\M4  
MPF;P&6  
本文您将会学到如下内容: vILq5iR  
 透镜基本参数输入; ds D!)$  
 优化变量与评价函数设定; pv){R;f  
 优化; ,]qTJ`J  
 照度分析; 9|9Hk1  
x,>r}I>^Q  
2. 操作流程 Y> f 6  
Y76UhtYH  
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。 92)e/t iP  
lgaE2`0 [3  
?^z.WQ|f@  
2) 创建透镜 (2fWJ%7VG  
S1oP_A[|  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens + 4*jO5EZ  
ibIo1i//[  
J'no{3Kt z  
3) 输入透镜参数 |ZuS"'3_w  
d1=fA%pJ  
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; _"R /k`8  
O0Sk?uJ <  
hd)HJb-aR  
)mF;^3  
将第二面的圆锥系数改为-1
>V1v.JH  
4) 创建LED光源 Y}Gf%Xi,  
"de3S bj@?  
;u "BCW  
光源类型为Random plane ; TDo!yQ  
光线数为10000; .PJCBT e  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; jX8,y  
形状选为椭圆; 9j~|m  
E+xC1U 3  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. !H[K"7w  
半径选择60度 vRn"0Mzl8  
类型选择 Lambertian JXA!l ?%  
形状选择 Elliptical /6PL  
pNIu;1M5a  
波长选择默认默认波长 ! >l)*jN8  
Power默认为1 watts #2\ 0#HN  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm / >q?H)6  
heN?lmC  
LED光源设定办法 <1(j&U  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) ;+-M+9"?O  
wW?/`>@  
波长设定,颜色选为绿色
>wOqV!0<  
功率设定(在Power units选择Watts)
AV%t<fDG#  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane LWp#i8,  
/>,KWHR|:  
创建平面探测器(plane)
PA_54a9/<  
?ot7_vl  
6) 创建分析面 ,q|;`?R;  
g=5vnY  
h~R= ?%H[  
0V_dg |.  
光线滤光器设置 *t3uj  
7) 执行光线追迹 XzF-g*e  
v62M8r,Y  
{ *&Wc Os  
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。 O h{ >xg  
Ns}BE H  
8) 优化设定 $63_* 9  
NplWF\5y  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 +i0j3.  
?7]UbtW[  
定义变量
ft" t  
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)
D`e6#1DbJ  
9) 优化 aIXN wnq  
`BOG e;pl  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 Q?uHdmY*X  
Z>)M{25  
-m"9v%>Y  
TyG;BF|rwk  
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
Q6lC:cB<  
2#hfBJg@  
10) 光线追迹与结果分析 e"@Ag:r@a  
Z;qgB7-M  
5_ \+8A*  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 Uxl7O4J@H  
&u}]3E'-k  
~p* \|YC  
优化后透镜的面型如下: QRL+-)DMc  
透镜渲染效果
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