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infotek 2021-09-15 09:29

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 nEG+TRZ)\  
CnXl 7"  
本文您将会学到如下内容: @) \{u$  
 透镜基本参数输入; ycD}7  
 优化变量与评价函数设定; v M lT  
 优化; E7CeE6U  
 照度分析; 342m=7lK  
FX yyY-(O  
2. 操作流程 l%f &vOcd  
*EB`~s  
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。 mY'c<>6t  
c; MF  
<=yqV]JR  
2) 创建透镜 @)IHd6 R  
w,s++bV;L  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 7GFE5>H  
>l>;"R9N  
QAk.~ ob  
3) 输入透镜参数 p`PBPlUn  
`\pv^#5HV9  
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; AeZ__X  
3j h: K   
d%EUr9~?  
5gg Yg $  
将第二面的圆锥系数改为-1
fqY; > Z  
4) 创建LED光源 a*D])Lu[  
Q,`R-?v  
Ofm?`SE*|  
光源类型为Random plane ; f ecV[  
光线数为10000; "R!) "B==  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; =dp(+7Va  
形状选为椭圆; O/N@ Gz[g%  
K8R}2K-Y  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 6F)^8s02h  
半径选择60度  45qSt2  
类型选择 Lambertian lG>,&(  
形状选择 Elliptical T`7HQf ;  
jMAZ4M  
波长选择默认默认波长 er%D`VHe  
Power默认为1 watts )*CDufRFz  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm [2l2w[7Rid  
oZ!1^o3V  
LED光源设定办法 ~Q3y3,x  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) RP9jZRDbZ  
en?J#fz  
波长设定,颜色选为绿色
^{m&2l&87  
功率设定(在Power units选择Watts)
;WqWD-C  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane DDwj[' R  
]E:K8E  
创建平面探测器(plane)
..=WG@>$+  
$-Yq?:  
6) 创建分析面 iLIv<VK/d  
2|re4  
gAPD y/wM  
\$B%TY  
光线滤光器设置 iu$:_W_  
7) 执行光线追迹 tEbR/? ,GI  
|3:e$  
4]P5k6 nV  
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。 7+Z%#G~T  
@,i_Gw)  
8) 优化设定 ]aDU*tk  
<,:5d2mM.  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 %%c1@2G<  
kHhxR;ymA7  
定义变量
[WXa]d5Y  
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)
)%6h9xyXt  
9) 优化 Zai:?%^  
oWP3Y.  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ":meys6t#  
` v"p""_H  
{Y7dE?!`7  
y~'h/tjM@=  
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=[?&X]O9b  
M. o}?  
10) 光线追迹与结果分析  d  H ;  
|~d8j'rt  
6VQe?oh  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 vS1#ien#  
O+w82!<:  
M!D&a)\  
优化后透镜的面型如下: gbvMS*KQz  
透镜渲染效果
Q?xCb  
QQ:2987619807
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