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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 t%B ,ATW  
qjtrU#n  
本文您将会学到如下内容:  Z>O2  
 透镜基本参数输入; EYLqg`2A  
 优化变量与评价函数设定; =Nc}XFq  
 优化; m4 :|  
 照度分析; |q( .j4[i  
@~Uu]1  
2. 操作流程 McXid~  
B\tP{}P8{  
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。 gGtl*9a=  
0Ud.u  
mvCH$}w8&  
2) 创建透镜 L{2KK]IF  
Cq<a|t  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens [ q<Vm-  
QoU0>p+ 2  
4ox[,  
3) 输入透镜参数 j9bn|p$DA  
O< \i{4}}  
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; IKm_YQ$XOy  
]P5|V4FXo  
/W vgC)  
AJ:(NV1=  
将第二面的圆锥系数改为-1
"< c,I=A  
4) 创建LED光源 ^xpiNP!?a  
zx(=ArCRr  
3Dm`8Xt  
光源类型为Random plane ; G<8d=}  
光线数为10000; ]<zjD%Ez  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; h"/y$  
形状选为椭圆; K).Gj2 $  
2brxV'tk  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 2,3pmb  
半径选择60度 _>k&,p]y  
类型选择 Lambertian xv+47.?N  
形状选择 Elliptical E&wz0d;gf  
zS6oz=  
波长选择默认默认波长 t& *K  
Power默认为1 watts (9_O ||e e  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm qi&;2Yv  
"SV#e4C.  
LED光源设定办法 t}!Y}D  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) B9&$sTAB  
lV*dQwa?i  
波长设定,颜色选为绿色
x9U(,x6r  
功率设定(在Power units选择Watts)
-D4"uoN.  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane `F^~*FnR,B  
:O~*}7G  
创建平面探测器(plane)
DC5^k[m  
-%g$~MZ?'  
6) 创建分析面 n@`:"j%s_  
RTJ\|#w  
rZK;=\Ot  
h3<L,Olp  
光线滤光器设置 S]O0zv^}  
7) 执行光线追迹 J'=iEI  
Ei Yj`P  
65>1f  
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。 |BC/ERms  
'Y%@fZf x  
8) 优化设定 REj<2Lo  
lO>9Q]S<  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 3utv  
6N<v&7cSB  
定义变量
p /x ]  
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)
5r-OE-U{  
9) 优化 ptlcG9d-  
sb3k? q  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ,?k~>,{3  
"3r7/>xy  
xX5EhVR   
1e'Ez4*  
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;T4@mB  
TJhzyJ"t  
10) 光线追迹与结果分析 ^F e %1Lnt  
+pefk+  
'Wv`^{y <^  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 }5??n~:*5  
43HZ)3!me  
{+SshT>J  
优化后透镜的面型如下: b;O@|HK&~  
透镜渲染效果
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