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    [技术]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: 2023-05-18
    1. 摘要 |w`Q$ c  
    }?%5Ae7l,  
    本文您将会学到如下内容: z Q11dLjs  
    透镜基本参数输入; :YN,cId*  
    优化变量与评价函数设定; '.tg\]|  
     优化; 4p/d>DTiM  
     照度分析; ^@xn3zJ  
    d-$/C| J  
    2. 操作流程 kM@heFJb.  
    Gn?<~8a  
    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。 kT{d pGU9  
    ;kF+V*  
    Lc13PTz>>g  
    2) 创建透镜 %3 $EV}dp  
    B3&`/{u  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Qw/H7fvh&  
    \@:mq]Y  
    #vvQ 1ub  
    3) 输入透镜参数 s4{>7`N2  
    2z0 27P-Q  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; Z"'tJ3Y.~  
    ,qO2D_  
    A;C)#Q/  
    8Ir = @  
    将第二面的圆锥系数改为-1
    zvnR'\A_  
    4) 创建LED光源 ir3EA'_>N  
    Q"sszz  
    .Zv uhOn^  
    光源类型为Random plane ; \#)w$O  
    光线数为10000; dn@_\5  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; "iTi+UZxe  
    形状选为椭圆; JQ]A"xTIa*  
    &>%9JXU  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Eh&HN-&  
    半径选择60度  q<Zza  
    类型选择 Lambertian nf9NJ_8}4H  
    形状选择 Elliptical c0u1L@tj  
    8P3"$2q  
    波长选择默认默认波长 ^5BQ=  
    Power默认为1 watts 0Wc8\c  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm '?MT " G  
    Ow4H7 sl  
    LED光源设定办法 %/Y;  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) MF/@Efjn ]  
    ky-9I<Z,,  
    波长设定,颜色选为绿色
    rW B/#m  
    功率设定(在Power units选择Watts)
    C(kIj  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane %?z8*G]M  
    vX/("[  
    创建平面探测器(plane)
    Doc_rQYku  
    IG=#2 /$  
    6) 创建分析面 RYuR&0_{  
    n(tx'&U"R  
    bL]NSD  
    k]9v${Ke  
    光线滤光器设置  q,v)X  
    7) 执行光线追迹 XPQY*.l&.  
    2\J-7o=P  
    7S]<?>*  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 _?QVc0S!  
    R /0zB  
    8) 优化设定 @Xg5 E  
    !{%BfZX<&  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 S{#L7S  
    ;fGh]i  
    定义变量
    w=feXA3-S  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread)
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
    Js}1_K  
    9) 优化 @m+2e C77  
    @[. 0,  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 J_rb3  
    0S71&I$u]  
    s2*~n_B  
    GZWU=TC2{2  
    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
    5Sv;a(}  
    WCUaXvw  
    10) 光线追迹与结果分析 Q.Xs%{B  
    w9]HJ3qi  
    iininITOS{  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 ^9fY %98  
    ! n13B  
    &-zW1wf  
    优化后透镜的面型如下: 6Mh"{N7  
    透镜渲染效果
     
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