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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 GfVMj7{  
7rsrC  
本文您将会学到如下内容: I /RvU,  
 透镜基本参数输入; KA.@q AEB  
 优化变量与评价函数设定; GVFD_;j'  
 优化; =axi0q?}  
 照度分析; XjL( V1  
m@"!=CTKd  
2. 操作流程 JB* *z00;  
o'R_kadN[T  
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。 ?jb7Oq#[  
w/Ia` Tx$  
F5)Ta?3|"<  
2) 创建透镜 8CMI\yk  
g"<kj"  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ;Q-sie(#  
'L=g(  
v82@']IN  
3) 输入透镜参数 $8X?|fV)  
Z;lE-`Z*(F  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; ~d>O.*Q)  
%lEPFp  
]}C#"Xt  
OB5{EILej  
将第二面的圆锥系数改为-1
E&]S No<  
4) 创建LED光源 zoO>N'b3)  
iSHNt0Nl  
"PnYa)?1  
光源类型为Random plane ; Bg;bBA!L  
光线数为10000; IzkZ^;(N  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Y|KX:9Y@  
形状选为椭圆; .viA+V  
R%}OZJ_  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. &zUo",}9  
半径选择60度 >}_c<`:  
类型选择 Lambertian wgfn:LR  
形状选择 Elliptical |yw-H2k1  
)FE'#\  
波长选择默认默认波长 |+ @  
Power默认为1 watts <K|_M)/9  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm vPpbm  
-O. MfI+  
LED光源设定办法 _d)w, ;m#  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) z_r W1?|  
YIt:_][*  
波长设定,颜色选为绿色
dzggl(  
功率设定(在Power units选择Watts)
d$b{KyUA  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane V/J[~mN9  
\-`L}$  
创建平面探测器(plane)
QMHeU>  
et/mfzV  
6) 创建分析面 6 3Kec  
B8;_h#^q  
 Zna }h{  
G74<sD  
光线滤光器设置 v]Pw]m5=U  
7) 执行光线追迹 K\=bpc"Fy  
cb|`)"<HN  
>8 VfijK  
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。 _U/etlDTO  
i8u9~F   
8) 优化设定 ';zLh  
gO_^{>2  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 bAt!9uFn  
*)g*5kKN  
定义变量
Ypha{d  
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)
g`3g#h$  
9) 优化 l.fNkLC#  
cidS/OH  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 RSzp-sKB  
GsE?<3  
oKzV!~{0M;  
UyTq(7uo  
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
 ,Ad\!  
(;C_>EL&u  
10) 光线追迹与结果分析 2|w(d  
kZSe#'R's  
#d(6q$IE  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 *E+) mB"~  
5j,)}AYO  
s13Iu#  
优化后透镜的面型如下: Z*jhSy  
透镜渲染效果
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