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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 \6pQ&an  
m/< @Qw  
本文您将会学到如下内容: ofsLx6Po  
 透镜基本参数输入; xqauSW  
 优化变量与评价函数设定; n;~'W*Ln0  
 优化; kjt(OFh'Y+  
 照度分析; }Nma %6PfV  
?u0qYep:  
2. 操作流程 NceK>:: 56  
E 5mYFVK  
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。 A7T(p7pP  
7ZUS  
Digx#'#jf  
2) 创建透镜 2tQ?=V(Di  
Owv}lJ  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens `7.$ A U  
]Y$jc  
ll?Qg%V[t  
3) 输入透镜参数 =4OV }z=I  
A+z}z@K  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; EOS[MjX+J  
Q@"!uB.e  
c_aj-`BKp  
 sHOBT,B  
将第二面的圆锥系数改为-1
c(!pcB8  
4) 创建LED光源 NS "1zR+  
,pUB[w\  
9S<V5$}  
光源类型为Random plane ; :W+%jn  
光线数为10000; BHU=TK@GR  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; V@\u<LO0G  
形状选为椭圆; 14(ct  
~ cI`$kJ  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. db>"2EE  
半径选择60度 |;"(C# B  
类型选择 Lambertian Jn9 {@??  
形状选择 Elliptical n 8FIxl&u  
Fz5eCe\B  
波长选择默认默认波长 J6@RIia  
Power默认为1 watts <)"2rxX&5  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm &3itBQF  
z9v70 q  
LED光源设定办法 b{ tp qNm~  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) l-SVI9|<0  
JZE<oQ_Jm  
波长设定,颜色选为绿色
+6L.a3&(b  
功率设定(在Power units选择Watts)
UgOhx- 8  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane vorb?iVf>  
X<f4X"y  
创建平面探测器(plane)
v7f[$s$m  
eu//Q'W  
6) 创建分析面 IiY%y:!g  
gyU=v{].  
l vBcEg  
?q y*`  
光线滤光器设置 g3Ul'QJ  
7) 执行光线追迹 >xXq:4l>}  
BG6Lky/omz  
fe}RmnAC  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 ly@%1  
Z`n "}{  
8) 优化设定 {@PZlQg  
~h%H;wC&  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 fr8';Jm  
BU|m{YZ$  
定义变量
:\%hv>}|  
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)
v2YU2-X[  
9) 优化 SUL\|z`5  
xJOp ~fKG  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 x@x5|8:ga  
sBNqg~HwB?  
"Q{7X[$$^  
bvT$/ (7  
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
zY].ZS=7  
\#gguq?[  
10) 光线追迹与结果分析 aLwEz}-   
'yh)6mid  
M-8d*#_P  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 GxE`z6%[  
BiZYGq  
J@rBrKC  
优化后透镜的面型如下: Xod/GY G  
透镜渲染效果
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