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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 AV Gu*  
%I9{)'+@x  
本文您将会学到如下内容: mM!'~{r[-  
 透镜基本参数输入; P,k~! F^L  
 优化变量与评价函数设定; gS_)(  
 优化; f_}/JF  
 照度分析; 0^az<!!O#  
;&q}G1  
2. 操作流程 NZdjS9  
J 05@SG':  
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。 <`i " 5`J  
Ve*NM|jg  
'A;G[(SYy  
2) 创建透镜 y  >r7(qg  
K*&M:u6E  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens QO0}-wZR  
&)JQ6J_|\  
Zk4Hs%n  
3) 输入透镜参数 Oi AZA<  
rZ2X$FO@  
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; )uC],CbW{  
V>ML-s9  
Xf!@uS6<X  
SNV~;@(h  
将第二面的圆锥系数改为-1
( NWT/yBx  
4) 创建LED光源 , (dg]7  
v".q578 0B  
#no~g( !o  
光源类型为Random plane ; 3I&=1o  
光线数为10000; R*a5bKr  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; %KHO}gad1  
形状选为椭圆; +PgUbr[p  
I=o[\?u*_  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. B4yU}v  
半径选择60度 w`=_|4wFw  
类型选择 Lambertian ~XN--4%Q  
形状选择 Elliptical  UhN16|x  
^!^6 |[  
波长选择默认默认波长 [ -"o5!0<  
Power默认为1 watts d0Xb?- }3M  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm %a=K:" oU[  
yI/2 e[  
LED光源设定办法 $&~/`MxE  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) A]ZCQ49  
oNQ;9&Z,^2  
波长设定,颜色选为绿色
kP~'C'5Ys  
功率设定(在Power units选择Watts)
rCfr&>nn  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane c.-h'1  
E .^5N~.  
创建平面探测器(plane)
_Z?{&k  
^ CVhV  
6) 创建分析面 2w\$}'  
56gpAc  
?PVJeFH  
y6NOHPp@  
光线滤光器设置 o#3?")>|  
7) 执行光线追迹 )OQhtxK  
:W]?6=  
u$ [R>l9  
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。 bj23S&  
.{sKEVK  
8) 优化设定  R}Pw#*B  
w}+#w8hu  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 S^q)DuF5!  
>dKK [E/[d  
定义变量
T'\B17 :*  
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)
RrrW0<Ed  
9) 优化 vzV,} S*c  
#p& &w1  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件  :VwU2  
S<}2y9F  
0\v98g<[+  
HUqG)t*c1  
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
pRI<L'  
}L Q9db1  
10) 光线追迹与结果分析 ~^d. zIN!  
iEx.BQ+  
HT]W2^k  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 #o Rm-yDr  
H.-jBFt}  
Z$ qFjWp  
优化后透镜的面型如下: RC 7|@a  
透镜渲染效果
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