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infotek 2021-09-15 09:29

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 `OHdo$Y9  
:OD-L)Or  
本文您将会学到如下内容: axM(3k.n  
 透镜基本参数输入; tKCX0UZ'  
 优化变量与评价函数设定; .|/VD'xV"  
 优化; a\xf\$Ym  
 照度分析; 0[92&:c,  
$|o[l.q2  
2. 操作流程 bmw"-W^U[  
NI2-*G_M  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 *d}{7UMy#  
,F?O} ijk  
roNs~]6  
2) 创建透镜 @ 5V3I^  
XSktb k  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens "rcV?5?v~  
X-F:)/$xG  
MmW]U24s  
3) 输入透镜参数 K{`3,U2Wx  
#OsUF,NU  
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; Ze3sc$fG2  
l*|m(7s  
[w}KjV/yi  
xX\A& 9m  
将第二面的圆锥系数改为-1
S!g0J}.z  
4) 创建LED光源 HC RmW'  
g*$yUt  
|K'7BK_^J  
光源类型为Random plane ; s%@HchZ 1  
光线数为10000; !UX7R\qu|  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; X~rHNRIU  
形状选为椭圆; ;s w3MRJ  
f= 33+8I  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. P+(Ys[J3  
半径选择60度 %VGQ{:  
类型选择 Lambertian Z]k+dJ[-  
形状选择 Elliptical 86ml.VOR  
cE3V0voSw1  
波长选择默认默认波长 j)lgF:  
Power默认为1 watts -3Auo0  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm "kg?Or.  
b-)3MR:4  
LED光源设定办法 +KHk`2{y~  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) i&zJwUr(<  
)Zit6I  
波长设定,颜色选为绿色
Q) Y&h'.(  
功率设定(在Power units选择Watts)
h2mU  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane d<>jhp5el  
=d1R9O  
创建平面探测器(plane)
(0QYX[(r~o  
|3uE"\nfA  
6) 创建分析面 _|KeB(W  
:~B'6b  
& <Jvaf_=  
OojQG  
光线滤光器设置  u9,ZY >  
7) 执行光线追迹 tCbn B  
bcE%EQ  
Czt>?8x`  
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。 ^]1M8R,  
=]hPX  
8) 优化设定 Tz2<# pLR  
zoO9N oUHW  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 [iT#Pu5  
6>; dJV  
定义变量
CsW*E,|xyP  
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)
]QK@zb}x  
9) 优化 xN]88L}Tn  
J3#  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 cb9q0sdf  
T0Zv.  
:Y>M/ /0  
eWwI@ASaA  
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
U0t~H{-H  
>aV Q  
10) 光线追迹与结果分析 tx01*2]pX  
L?p,Sy<RI  
)a'c_ 2[  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 VLfE3i4Vwl  
6=xbi{m$  
7SpF&  
优化后透镜的面型如下: ~i)IY1m"  
透镜渲染效果
Lv`NS+fX  
QQ:2987619807
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