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infotek 2020-12-21 09:26

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 X#KC<BXw,  
.'QE o  
本文您将会学到如下内容: ],l w  
 透镜基本参数输入; <u2rb6  
 优化变量与评价函数设定; 4<b=;8  
 优化; >h+[#3vD  
 照度分析; #flOaRl.  
/g}2QmvH  
2. 操作流程 Gzxq] Mg  
:r%H sur(  
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。 7p'L(dq  
$xRZU9+  
kk_$j_0  
2) 创建透镜 /,v>w,  
^.5`jdk  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens EHk(\1!V  
#-b0U[,.  
#w\Bc\  
3) 输入透镜参数 0?hJ!IT;q7  
W`HO Q  
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; *k)v#;B  
aChyl;#E  
88\0opL-  
8YNii-pl  
将第二面的圆锥系数改为-1
XRi/O)98o  
4) 创建LED光源 <xOv0B  
"RPX_  
bvZTB<rA  
光源类型为Random plane ; ^MJTlRUb  
光线数为10000; u2=gG.  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; @]$qJFXx  
形状选为椭圆;  g wM~W  
?M'_L']N[  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Q"UWh~  
半径选择60度 %YjZF[P  
类型选择 Lambertian @* a'B=7  
形状选择 Elliptical `uRf*-   
P e_mX*0  
波长选择默认默认波长 Hd)z[6u8eT  
Power默认为1 watts A#&Q(g\YE  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ~9#nC`%2j  
_2*Ryz  
LED光源设定办法 Ta;'f7Oz  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) M XB fX  
TE+d?  
波长设定,颜色选为绿色
-cW`qWbd  
功率设定(在Power units选择Watts)
6n9;t\'Gt  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane K}^Jf ;  
E]x)Qr2Ju  
创建平面探测器(plane)
OE,uw2uaT  
yl63VX8w}  
6) 创建分析面 utk'joo  
}T!2IaAB  
z:PH _N~  
Al?LO;$Pa?  
光线滤光器设置 z0ULB? *"  
7) 执行光线追迹 HA}pr6Z  
q7id?F}3&  
"]BefvE  
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。 " bHeNWZ  
cp|&&q  
8) 优化设定 \VW&z:/*pZ  
}Ip"j]h  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 I W_:nm6  
\L14rQ t  
定义变量
)IIQ{SwQq  
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)
0>D:  
9) 优化 B Z:H$v  
IT \Pj_  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 BV=L.*  
H*U\P2C!)  
cE x$cZRMI  
t(SSrM]  
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
g=?KpI-pn0  
^/+0L[R  
10) 光线追迹与结果分析 >-0b@ +j  
'TPRGX~&  
=m@5$  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 QC:/xP  
\Fh k>  
[ e4)"A"  
优化后透镜的面型如下: G>hmVd  
透镜渲染效果
A[juzOn\  
QQ:2987619807
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