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infotek 2021-09-15 09:29

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 |mw3v>  
sw(|EZ7F  
本文您将会学到如下内容: 7Sycy#D  
 透镜基本参数输入; IS{>(XT{  
 优化变量与评价函数设定; 5S! !@P!,  
 优化; +=kz".$  
 照度分析; ZoqE,ucH  
&x4|!" G  
2. 操作流程 =@;\9j  
y&F&Z3t  
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。 %:-2P  
uH} }z!  
2;SiH]HNS  
2) 创建透镜 `4|:8@,3{  
ph7]*W-  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens DL '{ rK  
~#rmw6y  
f F9=zrW  
3) 输入透镜参数 @ w,O1Xwj  
t8#u}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; ?[X^'zz}  
baR*4{]  
AHP;N6Y6  
H|d"45J_  
将第二面的圆锥系数改为-1
{k<mN Y  
4) 创建LED光源 $)j f  
0ol*!@?  
mw${3j~&  
光源类型为Random plane ; K3J,f2Cn$  
光线数为10000; 6oR5q 4  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; mx0EEU*  
形状选为椭圆; c38ENf  
\2 `|eo  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. lM%3 ?~?Q&  
半径选择60度 E*UE?4FSw|  
类型选择 Lambertian /V>yF&p  
形状选择 Elliptical =?1B|hdo  
Cl!qdh6  
波长选择默认默认波长 y?xFF9W@H  
Power默认为1 watts 843O}v'  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 5oY^; )\/  
Wtj* Z.=:  
LED光源设定办法 ?Lquf&`vP  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) f;a55%3c  
6Iv &c2  
波长设定,颜色选为绿色
u_%L~1+'  
功率设定(在Power units选择Watts)
5wm(gF_t  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane vqJq=\ .m  
Jw -3G3h  
创建平面探测器(plane)
/G!M\teeF  
jtQ}  
6) 创建分析面 <3[0A;W=1  
*skmTioj&  
0{.[#!CSk  
Ou2p^:C(  
光线滤光器设置 bG!/%,s  
7) 执行光线追迹 @A8@j%CK1  
 M_f.e!?  
9 EV.![  
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$yNryd  
l[b`4  
8) 优化设定 kuo!}QFL  
7) Qq  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ,^&amWey  
Hie  
定义变量
G Y+li {  
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)
Ws:MbZyr  
9) 优化 - ~`)V`@  
qW|_|%{U+  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 $3^Cp_p6  
'Em633  
klx28/]  
v1\/dQK  
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
iO{LsG*5Z  
`z<I<  
10) 光线追迹与结果分析 e3]v *<bj  
j4}Q  
H[U"eS."  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 S0!w]Ku  
JO&L1<B{v  
0K^?QM|S  
优化后透镜的面型如下: $9?<mP2-*  
透镜渲染效果
)H[Pz.'ah0  
QQ:2987619807
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