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    [分享]FRED准直透镜模拟与优化 [复制链接]

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    离线infotek
    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-12-21
    1. 摘要 P%e7c,  
    pz['o  
    本文您将会学到如下内容： mXyP;k  
    透镜基本参数输入； 1;=L] L?  
    优化变量与评价函数设定； PJN9[Y{^3  
     优化； Hm'"I!jyO  
     照度分析； $]E+E.P  
    o(jLirnk  
    2. 操作流程 ANu>*  
    [//i "Nm  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 Io3-\Ff  
    [d[w/@  
    W$zRUG-  
    2) 创建透镜 'A:Y&w"r  
    `Fr ,,Q81\  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens zG ='U  
    4DCh+|r  
    R~oJ-} iYX  
    3) 输入透镜参数 cHFW"g78  
    \]Ah=`  
    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； K)Lo Z^x0)  
     gE\ ^ vaB  
    SQcic]Ep  
    uKk#V6t#  
    将第二面的圆锥系数改为-1
    ?(=|!`IoO  
    4) 创建LED光源 ru eaP  
    JL87a^ro  
    (t@)`N{  
    光源类型为Random plane ; 9t\14tVwx  
    光线数为10000； "t4z)j;  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； |cY HH$  
    形状选为椭圆； M,H8ZO:R  
    iw,uwh|L  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. pwfQqPC#_  
    半径选择60度 ,Lp"Ia  
    类型选择 Lambertian ~wW]ntZm  
    形状选择 Elliptical ZSQiQ2\)  
    fL2P6N@  
    波长选择默认默认波长 QZvQ8  
    Power默认为1 watts ON\bD?(VY  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm x!GDS>  
    j.Uy>ol  
    LED光源设定办法 HU?1>}4L  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） Jl\xE`-7  
    ;F @Sz/  
    波长设定,颜色选为绿色
    lF(v<drkB  
    功率设定（在Power units选择Watts）
    :.g/=Q(T~  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 7/<~s]D[%  
    e x Z/  
    创建平面探测器(plane)
    im &N &A  
    QHO n?e  
    6) 创建分析面 <T[LugI  
    e5bXgmyil  
    8X`DFeJ  
     r[Pp[ g-J  
    光线滤光器设置 a%`Yz"<lQ  
    7) 执行光线追迹 jq)Bj#'7  
    *]yrN`  
    ~fkcal1@  
    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。 y60aJ)rAX  
     3<XuJ1V&  
    8) 优化设定 ]}/Rl}_  
     1<m`38'  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 s&nat4{B  
    tdRvg7v,N%  
    定义变量
    Q |o$^D,  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread）
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准)
    e: Sd#H!  
    9) 优化 N@PwC(   
     HQ"T>xb  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 UeFJ5n'x:  
    ^?Xs!kJP  
    kB@gy}  
    A-4;$ QSm  
    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
    IWv5UmjN  
    }w4OCN\1  
    10) 光线追迹与结果分析 .\$A7DD+A  
    =A,B'n\R  
    &Pme4IHtm  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布 ( xooU 8d  
    &'^.>TJ\  
    k#pO+[ x  
    优化后透镜的面型如下： 0 ^>,  
    透镜渲染效果
    eV}"L:bgJ  
    QQ：2987619807
     
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