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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 VOr*YB&  
^K*uP^B=  
本文您将会学到如下内容: 41Bp^R}^/  
 透镜基本参数输入; golr,+LSo  
 优化变量与评价函数设定; A[)od   
 优化; 2NHuZ.af  
 照度分析; BNns#Q8a  
-;9pZ'r  
2. 操作流程 =2!AK[KxX  
U  ?'$E\  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 ii&{gC  
Au3> =x`  
oE@{h$=  
2) 创建透镜 64xq@_+  
Q M7z .  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens W _j`'WN/  
C/V{&/5w  
rw_T&>!  
3) 输入透镜参数 oz $T.  
hDa I@_86  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; DE"KbA0}  
f[v~U<\R  
[GKSQt{)  
tk3%0XZH  
将第二面的圆锥系数改为-1
3S='/^l  
4) 创建LED光源 B198_T!  
n.zVCKN H  
!#cZ!  
光源类型为Random plane ; xHEkmL`)4  
光线数为10000; Y^5X>  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; clfi)-^ {K  
形状选为椭圆; 8qwc]f$.w  
r"#h6lYK&  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 04-phEA2Q  
半径选择60度 q)JG_Y.p  
类型选择 Lambertian 2}`Q9?  
形状选择 Elliptical V lb L p;  
o %#Z  
波长选择默认默认波长 !g:UkU\J  
Power默认为1 watts DDxNqVVt4  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ,Nl]rmI  
2{naSiaq  
LED光源设定办法 5MY+O\  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) ~/?JRL=  
Ht^MY  
波长设定,颜色选为绿色
9HMW!DSK`  
功率设定(在Power units选择Watts)
E.W7`zl  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane bqY}t. Y&"  
INwc@XB  
创建平面探测器(plane)
.&2pZ  
8>q:Q<BB2  
6) 创建分析面 ^9T6Ix{=  
n =v4m_e  
:&$4&\_F  
M (dVY/ i  
光线滤光器设置 .XM3oIaW  
7) 执行光线追迹 L^PZ\OC  
?#]K54?  
!v\m%t|.  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 AfvTStwr  
)f#@`lf[<  
8) 优化设定 Wo5G23:xz  
.K^'Q|?  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Bv"Fx* {W  
^5vFF@to  
定义变量
'N,3]Soi  
定义评价函数 (RMS Direction Spread)
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
h`&@>uEiq  
9) 优化 |7WzTz  
M64zVxsd  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 EK. L>3  
j}8IT  
:K{`0U&l5  
@%J?[PG  
优化结束后会弹出如下报告
在输出结果可以看到当前评价函数数值
[:$j<}UmB  
:0ND0A{K:  
10) 光线追迹与结果分析 :j$K.3n  
AF D/ J  
oMda)5 &  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 a AYO(;3  
{neE(0c  
OB3AZH$  
优化后透镜的面型如下: ;}K1c+m!5V  
透镜渲染效果
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