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infotek 2021-09-15 09:29

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 X4;U4pU#  
]S2rqKB  
本文您将会学到如下内容: #CS>_qe.{  
 透镜基本参数输入; M 8},RR@{  
 优化变量与评价函数设定; 8_Oeui(i  
 优化; vq$6e*A  
 照度分析; hRkCB  
J/1kJ@5  
2. 操作流程 IwyA4Ak Ru  
g6M>S1oOO  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 R7::f\I   
Q):#6|u+  
1XGg0SC  
2) 创建透镜 8}QM~&&.  
!3b& S4  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens )nN!% |J  
9{Hs1 MD[  
JE.$]){  
3) 输入透镜参数 !(d] f0  
G]lGoa}]`u  
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; \u[x<-\/6  
t{k:H4  
}">r0v!3  
F`D$bE;|  
将第二面的圆锥系数改为-1
u8f\)m  
4) 创建LED光源 *>m[ZJd%=  
z "@^'{.l  
h+km?j  
光源类型为Random plane ; [LVXXjkFI  
光线数为10000; /T _M't@j  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; bT:u |/I  
形状选为椭圆; (HNc9QVC'W  
@@Ib^sB%  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. :6Ri% Nb  
半径选择60度 jWdviS9&g  
类型选择 Lambertian Wa;N(zw0h  
形状选择 Elliptical [YvS#M3T  
6h9(u7(-N  
波长选择默认默认波长 W;u.@I&  
Power默认为1 watts d) -(C1f  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm HUKrp*Hv  
aCZ0-X?c  
LED光源设定办法 u]ms~rO  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) K^WDA])  
@A[)\E1  
波长设定,颜色选为绿色
J/]%zwDwS  
功率设定(在Power units选择Watts)
r8:r}Qj2w[  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Zkp~qx  
!W}sOK7#  
创建平面探测器(plane)
Nl\`xl6y]  
Vgm*5a6t  
6) 创建分析面 !)a_@d.;i  
eWH0zswG  
rm-d),Zt  
TXImmkC  
光线滤光器设置 }Rh\JDiQ  
7) 执行光线追迹 ,_V V;P  
@eYpARF  
&8IBf8  
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。 2 ZK]}&yC  
x`6MAZ  
8) 优化设定 ')xOL =w  
& bTCTDZh  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 b0~r/M;J  
1l-5H7^w2?  
定义变量
*7Vb([x4;  
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)
@.;+WQE  
9) 优化 (?zg.y  
:8b'HhjM  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 p%I)&- 8  
e#[Klh$]EW  
J;& y?%{@5  
/WQ.,a  
优化结束后会弹出如下报告
在输出结果可以看到当前评价函数数值
l>6tEOXt  
 /  
10) 光线追迹与结果分析 9evr!=":  
~kW?]/$h  
^50dF:V(1  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 ' ]k<' `b|  
Lu#qo^  
R+LKa Z  
优化后透镜的面型如下: *'((_ NZ>  
透镜渲染效果
+&.zwniSS  
QQ:2987619807
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