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    [技术]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: 2023-05-18
    1. 摘要 {iz,iv/U  
    XAn{xN pz  
    本文您将会学到如下内容： 2l7Sbs7  
    透镜基本参数输入； J ejDF*Q  
    优化变量与评价函数设定；  H[cHF  
     优化； M;14s*g  
     照度分析； mKsTA;  
    a!_vd B  
    2. 操作流程 "*ot:;I  
    y<53xZi  
    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。 HQpw2bdy  
     AU3Ou5  
    ` |L l  
    2) 创建透镜 R(i2TAaaU  
    Ql%0%naq1  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens xh7[{n[;  
    IQ&o%   
    * KDT0;/s  
    3) 输入透镜参数 yq?7!X  
    &~%( RO  
    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； `|[" {j}^  
     Ca&p;K9FR  
    VcLB0T7m\  
    ]~')OSjw  
    将第二面的圆锥系数改为-1
    |Lq -vs?  
    4) 创建LED光源 @,Re<%\  
    |L@9qwF  
    v(ATbY75  
    光源类型为Random plane ; j:JM v  
    光线数为10000； :X?bWxOJ  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； `I\)Kk@*b9  
    形状选为椭圆； *=6,}rX"I  
    .7BB*!CP  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. %LL*V|  
    半径选择60度 d%"?^e  
    类型选择 Lambertian 8-A * Jc  
    形状选择 Elliptical ndsu}:my  
    rvdhfM!-A  
    波长选择默认默认波长 k:+Bex$g  
    Power默认为1 watts C*S%aR  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm w""5T|  
    LX i?FQnLu  
    LED光源设定办法 /(aKhUjhb  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） ;[)t*yAh  
    NXwlRMbo  
    波长设定,颜色选为绿色
    4. &t  
    功率设定（在Power units选择Watts）
    % d%KH9u  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ?q68{!{bi  
    Qp~W|zi(  
    创建平面探测器(plane)
    mXX9Aa>  
    efK)6T^p  
    6) 创建分析面 hhS]wM?B  
    *ybwl Lg  
    +2}aCoL\  
      Tl.%7)  
    光线滤光器设置  Ji>  
    7) 执行光线追迹 ?~mw  
    GM5s~,  
    +O@v|}9"w3  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 UE3#(:x A  
     rA*"22v=  
    8) 优化设定 }F*u 9E  
      2Z ? N  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 }ph;~og}y  
    VW7 ?{EL7  
    定义变量
    BjT0m k"P  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread）
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准)
    E&?z-,-o@  
    9) 优化 bS0z\!1  
     zH0{S.3 k  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 nUZ+N)*  
    V9v80e {n4  
    Vx]{<}(gr  
    }tH$/-qnJE  
    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
    lgxG:zAC  
    FyXz(l:  
    10) 光线追迹与结果分析 PV2cZ/  
    39W"G7n?v  
    zU+` o?al  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布 7p}.r J54  
    (_}w4N#  
    eBD7g-  
    优化后透镜的面型如下： kEM5eY  
    透镜渲染效果
     
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