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    [分享]FRED准直透镜模拟与优化 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-12-21
    1. 摘要 9L?.m&  
    {4}yKjW%z  
    本文您将会学到如下内容: f*% D$Mqg  
    透镜基本参数输入; X7 MM2V  
    优化变量与评价函数设定; U$.@]F4&  
     优化; d L 1tl  
     照度分析; u%KTNa0  
    P )"m0Lu<  
    2. 操作流程 kCF>nt@  
    /9*B)m"  
    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。 AT 3cc  
    x /S}Q8!"}  
    7kLz[N6Ll  
    2) 创建透镜 KP^V>9q  
    /4V#C-  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens E0=)HTtS  
    qJs<#MQ2  
    YUD`!C  
    3) 输入透镜参数 X/!o\yyT  
    F#Ryu~,"  
    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; -HbC!w v  
    6r0krbN  
    K(rWNO  
    6dt]`zv/  
    将第二面的圆锥系数改为-1
    HYZ5EV  
    4) 创建LED光源 CS5?Ti6  
    BwGfTua  
    -H@:*  
    光源类型为Random plane ; z&)A,ryW0  
    光线数为10000; X1|njJGO1  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; qp }Cqi  
    形状选为椭圆; %QGC8Tz  
    Jy:Qlx`  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Q#X8u-~  
    半径选择60度 o Q2Fjj  
    类型选择 Lambertian NjScc%@y  
    形状选择 Elliptical :yr+vcD?  
    +b<FO+E_  
    波长选择默认默认波长 ;>yxNGV`  
    Power默认为1 watts gIa+5\qYY  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm HxV=F66"  
    =E4LRKn  
    LED光源设定办法 g" DG]/ev  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角)  a=9:[  
    ay ;S4c/_  
    波长设定,颜色选为绿色
    gMmaK0uhS  
    功率设定(在Power units选择Watts)
    VcO0sa f`  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane L:j<c5  
    vhW2PzHFRi  
    创建平面探测器(plane)
    oXh#a8  
    \BTODZ:h  
    6) 创建分析面 uAJx.>$b  
    6+|do+0Icg  
    9igiZmM  
    m)t;9J5  
    光线滤光器设置 +>{2*\cZ5}  
    7) 执行光线追迹 !qh]6%l  
    z6=Z\P+  
    gnOt+W8  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 wPd3F.<$  
    6:[dj*KGmT  
    8) 优化设定 Lv;^My  
    :'-/NtV)o?  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 v5#j Z$<F  
    D9=KXo^  
    定义变量
    @s;;O\  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread)
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
    HZC"nb}r4  
    9) 优化 ]Kt6^|S$a  
    {0wIR_dGX  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ghG**3xr  
    g0=z&2Q[_)  
    5h=}j  
    .+3g*Dv{&  
    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
    q]ku5A\y  
    Cazocq5  
    10) 光线追迹与结果分析 :Uzm  
    @]%IK(|  
    .\ULbN3Z  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 (&F}/s gbi  
    WYm\)@  
    S]e|"n~@  
    优化后透镜的面型如下: )Xz,j9GzJS  
    透镜渲染效果
    eCDev}  
    QQ:2987619807
     
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