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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 x)*Lu">  
    . 2$J-<O  
    本文您将会学到如下内容: kW)3naUf<  
    透镜基本参数输入; O\.^H/  
    优化变量与评价函数设定; !h4T3sO  
     优化;  y Ne?a{  
     照度分析; zawu(3?~)5  
    y62f{ks_/  
    2. 操作流程 s-#EV  
    M i& ;1!bg  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 z )'9[t  
    -DdHl8  
    oh< -&3Jn  
    2) 创建透镜 P !i_?M  
    (O{OQk;CF  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 0TmEa59P  
    w2.] 3QAZ  
    -y-}g[`  
    3) 输入透镜参数 VKl,m ;&N  
    /IWA U)A0  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; 5P\>$N1p  
    ]0."{^ksL  
    FL' }~il  
    Q4m> 3I  
    将第二面的圆锥系数改为-1
    DLrV{8%W  
    4) 创建LED光源 oj djy#:  
    U0_)J1Yp  
    9s^$tgH  
    光源类型为Random plane ;  9!jPZn  
    光线数为10000; ;|WUbc6&g  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; M YF ^zheD  
    形状选为椭圆; AB'+6QU9k  
    ~{I.qv)>M~  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. !G-+O#W`  
    半径选择60度 T&_&l;syA  
    类型选择 Lambertian 3P6O]x<-?  
    形状选择 Elliptical ]gq)%T]  
    mcV<)UA}  
    波长选择默认默认波长 9m M3Ve*  
    Power默认为1 watts X%'z  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm G$>?UQ[  
    5`.CzQVb  
    LED光源设定办法 ~o!- [  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) Q-w# !<L.  
    XLn9NBT4K  
    波长设定,颜色选为绿色
    ,GH`tK_  
    功率设定(在Power units选择Watts)
    &IQ=M.!r  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane U*[E+Uq}:N  
    8:{id>Mm^  
    创建平面探测器(plane)
    z ?\it(  
    `3F#k[IR  
    6) 创建分析面 ~(V\.hq  
    L~6%Fi&n4  
    j9NF|  
    2%pED xui  
    光线滤光器设置 Eb ILAJ  
    7) 执行光线追迹 k4ti#3W5eG  
    ]j3>=Jb;  
    Dx-P]j)4x  
    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。 wD9K\%jIr!  
    _= v4Iz0  
    8) 优化设定 h-P|O6@Ki  
    j?2~6W/[  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Wi&v?nm  
    uxf,95<g)  
    定义变量
    %)lp]Y33  
    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)
    [7@ g*!+d  
    9) 优化 3NpB1lgh&:  
    ^o3,YH  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 Rml'{S  
    ?#K.D vGJ  
    LlX)xJ  
    a#j,0FKv  
    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
    4EqThvI{  
    h0PDFMM<  
    10) 光线追迹与结果分析 gI^&z  
    -%` ~3*L  
    7S{qo&j'  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 D^6*Cwb  
    w<9rTHG8,  
    EwPrh  
    优化后透镜的面型如下: 6iU&9Z<%  
    透镜渲染效果
     
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