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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 @h\i<sh!^  
nv3TxG  
本文您将会学到如下内容: ~ujg250.L  
 透镜基本参数输入; <bJ~Ol  
 优化变量与评价函数设定; knzQ)iv&&  
 优化; I*KJq?R  
 照度分析; _)~|Z~  
o3`0x9{  
2. 操作流程 &{8[I3#@  
GYonb) F  
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。 <)+;Bg  
;1k_J~Qei  
7o-}86x#  
2) 创建透镜 wKJK!P  
v%QC p  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens )5TX3#=;(G  
:~p_(rE  
BT(G9 Pj;  
3) 输入透镜参数 Xm6M s<z6  
Y'y$k  
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; FWo`oJeN  
Xg;q\GS/<i  
YGi_7fTyc=  
ktv{-WG2_  
将第二面的圆锥系数改为-1
">s0B5F7  
4) 创建LED光源 *T{KpiuP  
|\]pTA$2  
Lya?b  
光源类型为Random plane ; %Jn5M(myC  
光线数为10000; U27ja|W^  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; |h:3BV_  
形状选为椭圆; 'YEiT#+/  
P2)g%$ME  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. }80n5 X<9  
半径选择60度 dTVM !=  
类型选择 Lambertian * =O@D2g0  
形状选择 Elliptical *JaFt@ x  
]o_E]5"jO  
波长选择默认默认波长 B^hK  
Power默认为1 watts *1}vn%wvn  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm !" : arK  
Bc#6mO-  
LED光源设定办法 ;"%luQA<w  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) <zu)=W'R]  
H{;8i7%  
波长设定,颜色选为绿色
-ANq!$E  
功率设定(在Power units选择Watts)
wD[qE  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane QpifO  
y] ~X{v  
创建平面探测器(plane)
uMP&.Y(  
`RE1q)o}8M  
6) 创建分析面 &S# bLE  
POQ1K O  
..^,*  
.]Z,O>N  
光线滤光器设置 . LNqU#a  
7) 执行光线追迹 L G9#D  
t,;b*ZR  
;"GI~p2~7  
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。 ,<-a 6  
)5bdWJ>l  
8) 优化设定 U 0S}O(Ptr  
]9pcDZB  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 @i:_ JOl  
i@d@~M7/  
定义变量
%K]nX#.B&  
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)
'w7{8^Z2  
9) 优化 ~ .Eln+N  
L:EJ+bNG  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 xE.=\UzJ  
b;Im +9&  
E0S[TEDa]  
]# T9v06w  
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
Wkv **X}  
&On0)G3Rc  
10) 光线追迹与结果分析 h Tn^:%(  
`o*g2fW!  
Dy^4^ J5+  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 Onoi6^G  
zR3Z(^]v  
 g^E n6n)  
优化后透镜的面型如下: i&FC-{|Z  
透镜渲染效果
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