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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 正序阅读 楼主  发表于: 2023-05-18
    1. 摘要 P!dSJ1'oC  
    gH yJ~  
    本文您将会学到如下内容: _B0C]u3D  
    透镜基本参数输入; SZvp %hS0  
    优化变量与评价函数设定; tMH 2  
     优化; vj9'5]!~q  
     照度分析; _*ar\A`  
    upnX7as  
    2. 操作流程 gg/2R?O]  
    -"rANP-UI  
    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。 Irui{%T  
    .uSVZqJ7  
    XT?wCb41R  
    2) 创建透镜 OXnTD!m>{  
    N}nE?|N=5  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens KM?w{ ~9  
    T: SqENV  
    $WXO1o(O  
    3) 输入透镜参数 6)c-s|#  
    6O_l;A[=1  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; s|I$c;>  
    VTwQD"oB  
    | {Q}:_/q  
    Gk xtGe  
    将第二面的圆锥系数改为-1
    |K" nSXzk  
    4) 创建LED光源 W ", yq|  
    Yv.7-DHNl  
    g7{:F\S  
    光源类型为Random plane ; tUt_Q;%yC  
    光线数为10000; ^1yD&i'q  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Tgl >  
    形状选为椭圆; J9MAnYd)i  
    ^*w}+tB  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. eD8e0 D'S  
    半径选择60度 aW}d=y[  
    类型选择 Lambertian [8Fn0A  
    形状选择 Elliptical V"B/4v>  
    uPxJwWXO  
    波长选择默认默认波长 H%>^_:h  
    Power默认为1 watts O`5hj q#  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm eV~"T2!Sb  
    >.I9S{7  
    LED光源设定办法 Km,%p@`m  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) M2\c0^R  
    F]fXS-@ c  
    波长设定,颜色选为绿色
    P| hwLM  
    功率设定(在Power units选择Watts)
    |AT`(71  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane PE g]z  
    {T-^xwc  
    创建平面探测器(plane)
    Fy0sn|  
    W23Q>x&S  
    6) 创建分析面 \ C>+ubF  
    r-*j"1 e  
     Q7-iy  
    x6^Y&,y9kU  
    光线滤光器设置 jz]}%O  
    7) 执行光线追迹 i]OEhB Y  
    G4rzx%W?  
    0b['{{X(  
    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。 n/x((d%"E  
    0X4)=sJP  
    8) 优化设定 Y`#6MhFT7  
    {3.n!7+  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Eg8b|!-')8  
    | KY-kRN7  
    定义变量
    jgS3#  
    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)
    qWx{eRp d  
    9) 优化 t\}_WygN  
    S^;;\0#NK  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 Pd-LDs+Ga  
    R7K`9 c1f6  
    $ 7W5smW/  
    tRO=k34  
    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
    \XYidj  
    &]GR*a  
    10) 光线追迹与结果分析 w/"vf3}(9  
    _aBy>=2c$  
    GzBPI'C  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 hlZ{bO 'f  
    T?QW$cU!e:  
    ![nL/  
    优化后透镜的面型如下: k14<E /  
    透镜渲染效果
     
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