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infotek 2020-12-21 09:26

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 &llp*< i7  
CzZm C]5  
本文您将会学到如下内容: X6]eQ PN2  
 透镜基本参数输入; =-dk@s  
 优化变量与评价函数设定; rz%=qY  
 优化; &Q"Ox{~W  
 照度分析; rTjV/~  
,kKMUshBi  
2. 操作流程 wA<#E6^vG  
kiFTx &gf  
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。 SD^6ib/]b  
OQON~&~  
wg[D*a  
2) 创建透镜 !fcr3x|Y~M  
+<P%v k  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 3N,!y  
qwU,D6  
D-BWgK  
3) 输入透镜参数 .q1OT>  
"p~1| ?T  
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; jnuovM!x~  
cO"7wgg  
.^S#h (A  
7usf^g[dh  
将第二面的圆锥系数改为-1
*@r)3  
4) 创建LED光源 fr%}|7  
Zv*Z^; X9  
bqxbOQd  
光源类型为Random plane ; {%5tqF  
光线数为10000; b:nHcxDU<  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ||&EmH  
形状选为椭圆; yU~OfwQ  
 ajayj|h  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. SPxgIP;IR  
半径选择60度 q*oUd/F8  
类型选择 Lambertian 8qfg=mu+ %  
形状选择 Elliptical ui,#AZQ#{4  
3Q`F x  
波长选择默认默认波长 [e+"G <>  
Power默认为1 watts VGY#ph%  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm |:s 4#3  
a(Bo.T<2@  
LED光源设定办法 XU Hu=2F  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) I% 43rdoPe  
SR#X\AWM  
波长设定,颜色选为绿色
WVp7H  
功率设定(在Power units选择Watts)
e}?#vTRI}  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane :cmfy6h]  
qHfs*MBJ%  
创建平面探测器(plane)
y_$=Pu6H  
h:3`e`J<h  
6) 创建分析面 QW.VAF\6*  
sH(AsKiNKe  
Uc6BI$Fmz  
m-lUgx7  
光线滤光器设置 *s/sF@8<X  
7) 执行光线追迹 #e0tT+  
@ba5iIt  
z)'dDM D"  
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。 &_ Ewu@4  
$Xw .iN]g  
8) 优化设定 w8*+l0  
^{["]!f#  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ,qak_bP  
/_?E0 r  
定义变量
x"~F=jT  
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)
3_2(L"S2  
9) 优化 qx<`Kc4  
t$8f:*6(*  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 1sZwW P  
2>#Pt^R:C  
|<\L B  
\BaN?u)a  
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
EN()dCQHr  
'8~7Ru\KyX  
10) 光线追迹与结果分析 $!Z6?+  
o;mXk2  
\pB"R$YZ6  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 %-|Po:6  
X&h4A4#P  
*KF:  
优化后透镜的面型如下: 0ANqEQX  
透镜渲染效果
`~[zIq:}7  
QQ:2987619807
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