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infotek 2020-12-21 09:26

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 *AYjMCo  
 <>=abgg  
本文您将会学到如下内容: `{J(S'a`  
 透镜基本参数输入; l-[5Zl;"  
 优化变量与评价函数设定; xn7bb[g;  
 优化; TIP H#W:v  
 照度分析; v%Su#xq/  
[>kzQYT[  
2. 操作流程 CH=k=)() ]  
i$'#7U  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 `%0k\,}V  
: DBJ2n  
lMXLd91  
2) 创建透镜 xa%2w]  
YR68'Sft[  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens :}fIu?hCA  
jR,3 -JQ  
j|(bdTZY:  
3) 输入透镜参数 Kdd5ysTQ  
lO^YAOY  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; yvKKE  
.^?Z3iA",  
NE!]  
^9*Jz{e  
将第二面的圆锥系数改为-1
|K$EULzz  
4) 创建LED光源 ::G0v  
#N|A@B5 x  
4ew#@  
光源类型为Random plane ; \ >|:URnD  
光线数为10000; r1Cq8vD*m  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; U^xtS g  
形状选为椭圆; .&c!k1kH  
{DGnh1  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. +K*_=gHF.  
半径选择60度 6SmawPPP  
类型选择 Lambertian V]A*' ke/  
形状选择 Elliptical $t42?Z=N&z  
CjlA"_!%E  
波长选择默认默认波长 $3 ~ /H"K  
Power默认为1 watts X0gWTs  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm G[[<-[C]5  
Z <vTr6?  
LED光源设定办法 's6hCs&|NV  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) _^u^@.Q'i<  
Y^J/jA0\B  
波长设定,颜色选为绿色
O2>W#7  
功率设定(在Power units选择Watts)
S?LUSb  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane @ Yzj  
Av^<_`L :  
创建平面探测器(plane)
YXjWk),  
[^E{Yz=8,  
6) 创建分析面 @)p?!3{"  
&IgH]?t  
Nc[V kJ]  
j+>&~  
光线滤光器设置 CaqMLi%  
7) 执行光线追迹 w?zY9Fs=s  
.LHzaeJCX  
/:@X<  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 R?GF,s<j  
DANndXQLH  
8) 优化设定 i5^U1K\M  
W0>fu>  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ZpQ8KY$ 5  
>^hy@m  
定义变量
'2.11cM3  
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)
\mp5G&+/Q  
9) 优化 meNz0ve  
TZ+2S93c  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 \H5{[ZUn  
n^Sc*7  
Ai lfeHG  
5uufpvah  
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
bZsg7[: C  
-6u#:pVpU  
10) 光线追迹与结果分析 <FFaaGiE>  
=c(3EI'w  
GcYT<pwN6  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 y?s8UEC  
M~&X?/8  
}8cX0mZ1j  
优化后透镜的面型如下: PofHe  
透镜渲染效果
.JkF{&=B  
QQ:2987619807
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