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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 #lL^?|M  
=O5pY9UO  
本文您将会学到如下内容: aC8} d  
 透镜基本参数输入; Kqb#_hm  
 优化变量与评价函数设定; (c=6yV@  
 优化; 6 ob@[ @  
 照度分析; Z>k#n'm^z  
 UD2C>1j  
2. 操作流程 6]WAUK%h  
Q{>+ft U  
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。 B" 1c  
JcsHt;  
/T0F"e)Ci  
2) 创建透镜 IL#"~D?  
6*78cg Io  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 2*;~S4 4  
HdUQCugxx:  
gwuI-d^  
3) 输入透镜参数 >* f-Wde  
Tztu}t]N  
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; _{YWXRC#  
l *(8i ^  
8mvy\l EEH  
aFX=C >M  
将第二面的圆锥系数改为-1
ZB= E}]v6  
4) 创建LED光源 & p  
itt3.:y  
JE "x  
光源类型为Random plane ; 2j [=\K]  
光线数为10000; e:DCej^z  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; @e.C"@G  
形状选为椭圆; vtg !8u4  
w e//|fA<  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ].w4$OJ?  
半径选择60度 y@S$^jk.  
类型选择 Lambertian !Iy_UfW  
形状选择 Elliptical 'x#~'v*  
tKOmoC  
波长选择默认默认波长 zZPO&akB"  
Power默认为1 watts @1roe G  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm x)DMPVB<  
nfbR P t  
LED光源设定办法 )hsgC'H{~]  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) L\J;J%fz.  
<`=j^LU  
波长设定,颜色选为绿色
I3L<[-ZE  
功率设定(在Power units选择Watts)
~w+c8c8pW  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane <44G]eb  
BA:VPTZq  
创建平面探测器(plane)
I5 p ? [  
sUO`uqZV  
6) 创建分析面 |tH4:%Q'  
 ?(1 y  
76{G'}B  
tCH!my_  
光线滤光器设置 F0TB<1  
7) 执行光线追迹 W:2( .?  
6@5+m 0`u3  
`Y$4 H,8L  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 /{ g>nzP  
`4J$Et%S  
8) 优化设定 F v2-(  
M'O <h  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Dw.J2>uj  
}j)e6>K])  
定义变量
194)QeoFw  
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)
TF\C@4Z  
9) 优化 IM'r8 V  
-uG +BraI  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 6<QQ@5_  
$qnZl'O>  
oLeq!K}re  
sY&IquK^  
优化结束后会弹出如下报告
在输出结果可以看到当前评价函数数值
z>Y-fN`,  
N =}A Z{$  
10) 光线追迹与结果分析 /$?}Y L,  
kgP0x-Ap  
LL~%f &_  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 UB@+c k  
4Z&lYLq;  
FcU SE  
优化后透镜的面型如下: ^\=`edN0  
透镜渲染效果
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