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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 -R 4 t  
T69'ta32V  
本文您将会学到如下内容: }PGl8F !  
 透镜基本参数输入; @)mH"u!(7  
 优化变量与评价函数设定; uGl +"/uDu  
 优化; CMa~BOt#  
 照度分析; {.2A+JT,  
t E/s|v#O  
2. 操作流程 w~>V2u_-  
2`,{IHu*!  
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。 ;wCp j9hir  
/X)fWO S6  
HaI  
2) 创建透镜 5-O[(b2O  
jJ-j   
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens {,p<!Jq~G  
/7X:=~m  
IGs!SXclCs  
3) 输入透镜参数 S/pTFlptCa  
|S#)[83*3  
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; eX$P k:  
@~Z:W<X  
z-nhL=  
jvn:W{'Q  
将第二面的圆锥系数改为-1
RS@*/.]o  
4) 创建LED光源 :M(%sv</  
31-%IkX+k  
iF2/:iP  
光源类型为Random plane ; DPI iGRw  
光线数为10000; :i+Tf~k{  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ,6?L.L  
形状选为椭圆; C#X|U2$  
gl-O"%rMcL  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 'VCF{0{H~  
半径选择60度 hh`7b,+ 4  
类型选择 Lambertian '~A~gK0  
形状选择 Elliptical ,dK<2XP  
y)?Sn  
波长选择默认默认波长 K:/%7A_{  
Power默认为1 watts rmutw~nHD  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm [9NzvC 9I  
O#fGHI<43[  
LED光源设定办法 * 3mF.^  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) +/*,%TdQ4  
9r!psRA:`)  
波长设定,颜色选为绿色
($&i\e31N  
功率设定(在Power units选择Watts)
JSQNx2VqQ  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane IBr?6_\%"4  
KOVGwEj  
创建平面探测器(plane)
W #E-vi+l  
2ku\R7  
6) 创建分析面 fQq'_q5  
jV`xRjh  
4M'y9(  
p7}x gUxX  
光线滤光器设置 GB Ia Ul  
7) 执行光线追迹 0|n1O)>J  
EQXvEJ^  
U7(84k\j  
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。 {j.5!Nj]B  
!8M]n  
8) 优化设定 j-@3jFu  
`=8g%O|T  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 &m_4#  
;QQLYT  
定义变量
e*.l6H/B  
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)
$+qJ#0OE$  
9) 优化 vK z/-9im  
I5PI;t+  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 &=y)C/u  
8V@ /h6-e,  
cLn&b}8'  
7<DlA>(oUX  
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
h-<2N)>!  
;HRIB)wF  
10) 光线追迹与结果分析 O` R@6KG  
&u0JzK  
Uc]S7F#  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 f"j~{b7  
:4|ubu  
E!w%oTx{OR  
优化后透镜的面型如下: C5GO?X2  
透镜渲染效果
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