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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 $dXx@6fP  
    ,wM4X'] HR  
    本文您将会学到如下内容: ca,W:9#.xn  
    透镜基本参数输入; nJGs,~"  
    优化变量与评价函数设定; #\ `kg#&  
     优化; +'-.c"  
     照度分析; wMj #.Jh  
    s'oNW  
    2. 操作流程 /aMOZ=,q}  
    SJ<v< B  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 92t.@!m`  
    \hZ%NL j  
    g&y^r/  
    2) 创建透镜 ,`k&9o7  
    XL^05  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens \ ZE[7Ae  
    Y)DX   
    S,nELV~!  
    3) 输入透镜参数 Y#XRn _2D  
    QxdC[t$Lp  
    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; * 70 ZAo4  
    CUYA:R<)  
    nvT@ 'y+  
    .1jiANY  
    将第二面的圆锥系数改为-1
    #MlpOk*G  
    4) 创建LED光源 &=BzsBh  
    (nt`8 0  
    xsn=Ji2 F  
    光源类型为Random plane ; p/?o^_s  
    光线数为10000; DegbjqZ#  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; j&oRj6;Ha+  
    形状选为椭圆; No} U[u.O  
    N UX |  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. U]~@_j  
    半径选择60度 ,`Y$}"M4  
    类型选择 Lambertian %&yPl{  
    形状选择 Elliptical ro\ oL  
    U`i5B;k}-  
    波长选择默认默认波长 6<<"9mxK  
    Power默认为1 watts 5EcVW|(  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm {]<c6*gQ  
    lQHF=Jex  
    LED光源设定办法 :86:U 0^  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 7>__ fQu  
    , :#bo]3  
    波长设定,颜色选为绿色
    X!ruQem /  
    功率设定(在Power units选择Watts)
    c\1X NPGG  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane |cf-S8pwY  
     r!?ga  
    创建平面探测器(plane)
    2CO/K_Q  
    ]`|$nU}v  
    6) 创建分析面 31a,i2Q4  
    fw jo?  
    L^ J|cgmNw  
    **Ioy+  
    光线滤光器设置 &,k!,<IF  
    7) 执行光线追迹 fx5S2%f^  
    );7 d_#  
    1N8] ~ j  
    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。 5]N0p,f  
    FN-/~Su~J  
    8) 优化设定 X3l>GeUi  
    M\C9^DX{  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 !H\o Qv-I  
    y9 {7+]  
    定义变量
    /GIGE##1F  
    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)
    _xaum  
    9) 优化 'K?h6?#  
    j2MA['{  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 (@+pz/  
    5-|!mSd   
    ?ZlXh51  
    Fvl\.  
    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
    mrP48#Y+l  
    ltNC ti{Q  
    10) 光线追迹与结果分析 ;`78h?`  
    qPq]%G*{  
    ?$f.[;mh  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 !E 5FU *s  
    :W*yfhLt  
    D$}8GYq  
    优化后透镜的面型如下:  pux IJ  
    透镜渲染效果
     
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