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infotek 2021-09-15 09:29

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 Op{Mc$5a  
B?'ti{p A9  
本文您将会学到如下内容: Tw5BvB1  
 透镜基本参数输入; ~-/AKaK}  
 优化变量与评价函数设定; vI@8DWs  
 优化; yrX]w3kr%  
 照度分析; yS""*8/  
o%a$m9I  
2. 操作流程 3^Y-P8.zdB  
jI%yi-<;  
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。 gnGw7V  
*bx cq  
C0M{zGT>}  
2) 创建透镜 6FE[snw  
e+mD$(h  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens -_3.]o/J  
qA30G~S  
/[OMpP  
3) 输入透镜参数 n!p&.Mt  
&Lw| t_y  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; ;3!TOY"j;e  
>\'yj| U,  
ktCh*R[`  
e|I5Nx2)  
将第二面的圆锥系数改为-1
:X^B1z3X4  
4) 创建LED光源 xASj w?  
7Q`4*H6  
3eB2= _V`  
光源类型为Random plane ; =<g\B?s]  
光线数为10000; Abl=Ev  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; r~sGot+sQA  
形状选为椭圆; O/Fzw^  
_]\mh,}  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. b7$?'neH/.  
半径选择60度 u!Z&c7kPI  
类型选择 Lambertian  -x7L8Wj  
形状选择 Elliptical ' o 5,P/6  
R}0c O^V  
波长选择默认默认波长 pY2nv/  
Power默认为1 watts -Xj+7}4  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm f.,-KIiF  
M4QMD;Ez  
LED光源设定办法 (Yx rZ_F'b  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) ,xGlWH wrY  
<_NF  
波长设定,颜色选为绿色
t0wLj}"U  
功率设定(在Power units选择Watts)
4Q$\hO3b  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane _-EHG  
oV*3Mec  
创建平面探测器(plane)
~<|xS  
D3I;5m`_  
6) 创建分析面 s|q B;  
utQ_!3u  
;'nu9FU*O  
N 4Dyec\  
光线滤光器设置 -PxA~((g5  
7) 执行光线追迹 ^oA^z1>3  
KSLyU1W  
Ua( !:5q?  
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。 y*P[* /g  
5 J 0  
8) 优化设定 8on2 BC2  
VN*^pAzlF  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 !k&<  
"Sl";.   
定义变量
#VD[\#  
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)
I,.>tC  
9) 优化 {V8 v  
7IjFSN>  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 I lvjS^j  
WFy90*@Z  
s&z+j%;+o  
r\a9<nZ{  
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
Z&YW9de@  
7 zK%CJ  
10) 光线追迹与结果分析 D24@lZ`g~  
*cJ GrLC  
<[kdF")  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 Kp8!^os  
BY72fy#e  
X5'foFE'  
优化后透镜的面型如下: 4)i/B99k  
透镜渲染效果
5 J61PuH   
QQ:2987619807
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