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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 Jo\P,-\(  
*i]?J  
本文您将会学到如下内容: {?H5Pw>{%h  
 透镜基本参数输入; (h3L=  
 优化变量与评价函数设定; EsMX #1>/m  
 优化; Kp`{-dUf  
 照度分析; Mqr_w!8d  
\_ 3>v5k|  
2. 操作流程 kyJbV[o<#  
-r={P _E6  
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。 Jay"  
!@=S,Vc.  
vQljxRtW  
2) 创建透镜 eThaH0  
%y6(+I #P  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Qn!mS[l  
lT|Gkm<G  
c1yRy|  
3) 输入透镜参数 <&3P\aM>  
{]T?)!V m  
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; JLoF!MK}  
5#K*75>  
}Kp!,  
mM,HMrgLqK  
将第二面的圆锥系数改为-1
.<"XE7  
4) 创建LED光源 9n& &`r  
rAH!%~  
C^J<qq &  
光源类型为Random plane ; Jka>Er  
光线数为10000; VeYT[Us"  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 9TW[;P2> )  
形状选为椭圆; NKu[6J?)  
x b,XI/  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. QyD0WC}i  
半径选择60度 xZ'fer`&  
类型选择 Lambertian pU$k{^'UK  
形状选择 Elliptical $DY#04Je\=  
F]\ Sk'}&  
波长选择默认默认波长 vK',!1]y  
Power默认为1 watts B9maz"lJ  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ;c!> =  
\SWTP1  
LED光源设定办法 7>N~l  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) $.PRav  
g#5R|| r  
波长设定,颜色选为绿色
xfYKUOp/  
功率设定(在Power units选择Watts)
fVbjU1N  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane uo#1^`P  
ingG  
创建平面探测器(plane)
[wGj?M}  
'`>%RZ]  
6) 创建分析面 |Y7SP]/`gB  
I!lDKS,b  
lL D#|T3  
'C]w3Rh'  
光线滤光器设置 yf&g\ke  
7) 执行光线追迹 #l=yD]t PU  
-D`1z?zHra  
:zY4phR  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 "#1\uoH  
bb6x} jR  
8) 优化设定 /K:r4Kw  
[LYO'-g^F#  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 RkYdK$|K  
`"5U b,~  
定义变量
%U\,IO`g  
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)
>?$2`I  
9) 优化 Q((&Q?Vi  
Y2`sL,'h  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 wvv+~K9jq  
Y~"tL(WfJl  
JipNI8\r  
Z/Rp?Jz\j/  
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
C QkY6  
Q]WBH_j  
10) 光线追迹与结果分析 )z[C=  
CI W4E  
yGa0/o18!?  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 ~+Wx\:TT  
7-744wV}Z  
WtOjPW  
优化后透镜的面型如下: de:@/-|  
透镜渲染效果
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