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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 正序阅读 楼主  发表于: 2023-05-18
    1. 摘要 vjlN@ "  
    =I@t%Y  
    本文您将会学到如下内容： $2?AJ/2r$b  
    透镜基本参数输入； P*O G`%y  
    优化变量与评价函数设定； wG3b{0  
     优化； "J1A9|  
     照度分析； L ,dh$F  
    2!Dz9m3  
    2. 操作流程 h @!p:]  
    :aej.>I0  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 j)?M  
    C,Nf|L((6  
    O {1" I  
    2) 创建透镜 pOc2V  
    t?4H9~iH  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens gHrs|6q9  
    >+P}S@  
    gwRB6m$  
    3) 输入透镜参数 m-vn5OX  
    ~v.mbh  
    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； ctZ,qg*N  
     /I=|;FGq  
    Zj2 si  
    * 9^8NY]  
    将第二面的圆锥系数改为-1
    P0,]`w  
    4) 创建LED光源 oS fr5 i  
    ]P0%S@]  
    f^ui Zb  
    光源类型为Random plane ; j Q5F}  
    光线数为10000； 7~e,"^>T  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； <+oh\y16  
    形状选为椭圆； L 0fe  
     GfE>?mG  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. [a2]_]E%  
    半径选择60度 d m8t ~38  
    类型选择 Lambertian yYA*5 7^A  
    形状选择 Elliptical "GO!^ZG]  
    G% tlV&In  
    波长选择默认默认波长 ws'e  
    Power默认为1 watts l{{,D57J  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm |LZ;2 i  
    _O`p(6  
    LED光源设定办法 !p&<.H_  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） |nefg0`rk  
    i1vz{Tc  
    波长设定,颜色选为绿色
    _QL|pLf-  
    功率设定（在Power units选择Watts）
    oMQ4q{&|  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane r&]XNq'P9  
    D&%8JL  
    创建平面探测器(plane)
    1K#>^!?M  
    I2[Z0G@&=  
    6) 创建分析面 J3eud}w  
    I%YwG3uR  
    4&mY-N7A  
     oy^-?+   
    光线滤光器设置 IVNH.g'  
    7) 执行光线追迹 gNB+e5[; 2  
    %R0 Wq4}  
    ieZ$@3#&z  
    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。 $6rm;UH  
     *D? =Ts  
    8) 优化设定 ihrf/b  
     yYP_TuNa  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 s2O()u-  
    A8'RM F1  
    定义变量
    N%dY.Fk  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread）
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准)
    ;ElCWs->\  
    9) 优化 Cn~VJ,l g  
      LCor T-  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 cMY}Y [2c  
    n _K1%  
    X30tO>  
    Fv^zSoi2  
    优化结束后会弹出如下报告
    在输出结果可以看到当前评价函数数值
    *yhA8fJ  
    JwSF}kNs}  
    10) 光线追迹与结果分析 X _ZO)|  
    xX<f4H\'  
    z!g$#hmL>  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布 W.j^L;  
    h4` 8C]  
    #[ prG  
    优化后透镜的面型如下： d A)T>  
    透镜渲染效果
     
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