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infotek 2021-09-15 09:29

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 eP>_CrJb  
oxc;DfJ_  
本文您将会学到如下内容: 3jxC}xz)  
 透镜基本参数输入; C-c'"FHq  
 优化变量与评价函数设定; \/3(>g?4  
 优化; kpn|C 9r  
 照度分析; 2n@`O g_0  
sS}:Od  
2. 操作流程 wX]$xZ!s  
23^>#b7st  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 C'$}{%Cc@$  
<>\|hno}  
v~L\[&|_  
2) 创建透镜 tp cB}HUv  
. i4aM;Qy  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens lgU!D |v  
X<;.  
f't.?M  
3) 输入透镜参数 ! s =$UC  
nA,=g'7S  
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; %BkE %ZcZ  
L4/ns@e  
F:ycV~bE  
@r*GGI!  
将第二面的圆锥系数改为-1
LQPQ !):;  
4) 创建LED光源 M+ %O-B  
Zwc&4:5%  
MZh.Xo  
光源类型为Random plane ; GE!nf6>Km  
光线数为10000; \T_ZcV  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; wea  
形状选为椭圆; ~&)\8@2  
u9S*2'  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ; D<k  
半径选择60度 2v ~8fr4  
类型选择 Lambertian 1sj7]G]`k  
形状选择 Elliptical @9 S ::  
}VJ>}i*  
波长选择默认默认波长 2Cp4aTGv#  
Power默认为1 watts Vp]7n!g4l  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm s|<n7 =J  
cwzkA,e@  
LED光源设定办法 ?`?Tg&W  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) ?{TWsuP7  
vf3)T;X>  
波长设定,颜色选为绿色
lot`6]  
功率设定(在Power units选择Watts)
.Bl:hk\  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 0<`qz |_h  
jV*10kM<  
创建平面探测器(plane)
C%yH}T\s  
#(614-r/  
6) 创建分析面  <Y"RsW9  
Zt9G[[]  
cN&Ebn  
a.%ps:  
光线滤光器设置 rogy`mh\r2  
7) 执行光线追迹 [ft6xI  
30^q_|l:]  
$jh$nMx)!  
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。 o i'iZX  
6t;;Fz  
8) 优化设定 fphCQO^#vW  
M(+Pd_c6  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 O/#3QK  
BT [|f[1  
定义变量
MS""-zn<  
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)
`"CA$Se8  
9) 优化 o$L%t@   
WZ ?>F  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 kBk>1jn"  
xwD`R *  
.S,E=  
QTa\&v[f  
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
?X|q   
 ri4z^1\  
10) 光线追迹与结果分析 ?=Ceo#Er  
afX|R  
`$jun  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 u=nd7:bv  
Wx-0Ip'9  
fe yc  
优化后透镜的面型如下: 5?H8?~&dz  
透镜渲染效果
}d}sC\>U  
QQ:2987619807
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