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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 x.*^dM@V  
N:)x67,  
本文您将会学到如下内容: P}}G9^  
 透镜基本参数输入; 1`K-f m)  
 优化变量与评价函数设定; 7]vmtlL  
 优化; x 4+WZYv3  
 照度分析; ^x\VMd3*w  
O~*i_t*i9{  
2. 操作流程 %xlpOR4  
X$>F78e*  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 IQPu%n{0v  
k~8-E u1  
1 %P-X!  
2) 创建透镜 ,2fi`9=\  
'#f<wf n  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 9 8|sWI3 B  
@& }}tALi  
; BN81;  
3) 输入透镜参数 Y1-dpML  
i wgt\ux.  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; Zo<)r2|O.  
OJcS%-~  
e P@#I^_  
jw:z2:0~  
将第二面的圆锥系数改为-1
.t_t)'L  
4) 创建LED光源 A3a//e  
|#2WN-  
8gP1]xD  
光源类型为Random plane ; idYB.]Y(  
光线数为10000; ['IH*gi  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; y(J~:"}7)  
形状选为椭圆; ?}KRAtJ8  
xJCx zJ  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. *6/IO&y1a  
半径选择60度 \jiE :Qt  
类型选择 Lambertian Y"mFUW4  
形状选择 Elliptical ,m=G9QcN  
Xf`e 4  
波长选择默认默认波长 dEJqgp}\p  
Power默认为1 watts y!=,u  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm xsH1)  
Z_q+Ac{p  
LED光源设定办法 .g8*K "  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) ZA(u"T~  
L BbST!  
波长设定,颜色选为绿色
62sl6WWS3  
功率设定(在Power units选择Watts)
#d@wjQ0DW  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Ol>q(-ea  
U!(.i1^n  
创建平面探测器(plane)
3+6Ed;P  
[[$C tqLg  
6) 创建分析面 v$]B;;[A  
O-(V`BZe  
sLr47 NC  
^lHy)!&A  
光线滤光器设置 j9+4},>>CU  
7) 执行光线追迹 v)+g<!  
cyCh^- <l@  
h$02#(RHJ  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 izl6L  
' h7Faj  
8) 优化设定 O52 /fGt  
8}0wSVsxV$  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 O&l4/RtQ\)  
<w9~T TS  
定义变量
MKBDWLCB  
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)
36=aahXd\  
9) 优化 AQ'%}(#0  
L_Ok?9$  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 -ZaeX]^&Q\  
9nG^_.}|  
cwmS4^zt8  
qfDG.Zee#  
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%:   
8<L{\$3HP|  
10) 光线追迹与结果分析 KwL_ae6fV  
1&MCS%UTL  
a}UmD HS-  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 RIMSXue*Ha  
al2lC#Sy  
uBlPwb,V  
优化后透镜的面型如下: ]X6<yzu&+l  
透镜渲染效果
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