FRED准直透镜模拟与优化
1. 摘要 QD+dP nZu $*b>c: 本文您将会学到如下内容: }f^K}*sK$5 透镜基本参数输入; ;T"}dJel# 优化变量与评价函数设定; fF_1ZKx+#! 优化; GaSk&'n$Y 照度分析; T d4 /3k lh7{2WQ 2. 操作流程 yf3%g\k _S,2j_R9 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。 O(~`fN?n q}ZZqYk V>g EF'g 2) 创建透镜 f|Z3VS0x JI3AR
e?y 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens /w_Sc{ x\3 ` W
+SrE 3) 输入透镜参数 Gd%6lab 9C|T/+R 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; ,{%/$7) yeE_1C . &^63*x;hE
Toy~\ 将第二面的圆锥系数改为-1 #c+N}eX{ 4) 创建LED光源 p
tv #T#&qo#
~<Gs<c}z 光源类型为Random plane ; ]AERi]
B 光线数为10000; g}ciG!0 LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; tI*u"%#t 形状选为椭圆; o7/_a/ ;l4rg!r(S 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. q,aWF5m@ 半径选择60度 iBN,YPo~ 类型选择 Lambertian {'"A hiR/ 形状选择 Elliptical lH:TE=|4 zi-zg Lx 波长选择默认默认波长 >^|\wy Power默认为1 watts 6}C4 SZ 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 6x*ImhQ.J %[lX
H
LED光源设定办法 f:Nfw+/q LED光源的发光强度(极化角和方位角) Z>o;Yf[ TjD`<k
波长设定,颜色选为绿色 87~. |nu
功率设定(在Power units选择Watts) #Sb1oLC 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ?.\CUVK MA(\r
创建平面探测器(plane) FxM`$n~K
*N\U{)b\ 6) 创建分析面 hAG++<H{ fhMtnh: _m3PAD4 ^CZn<$
光线滤光器设置 Y<w2_ +( 7) 执行光线追迹 Yi7`iC tq<7BO<6 VG2TiR1 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。 N(t1?R/e, 3t68cdFlz 8) 优化设定 "4`h -Y 4K0N$9pd: 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ua`2
&;T= 3z\:{yl
定义变量 ^:{l~~9iKp
定义评价函数 (RMS Direction Spread) 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) u;!CQ w/ 9) 优化 aODOc J N HxU.kcf 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 .Ks&r :'1ePq
1k{ E7eL Iimz  优化结束后会弹出如下报告 在输出结果可以看到当前评价函数数值 @L{HT8utK3 <\X4_sdy 10) 光线追迹与结果分析 n U$Lp` {r[*}Bv
+P}'2tE~' 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 _)2NFq {Swou>X4 #(ANyU(#e 优化后透镜的面型如下: 2NIK0%6
透镜渲染效果
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