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infotek 2021-09-15 09:29

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 SxAZ2|/-  
J )*7JX  
本文您将会学到如下内容: ^HO'"/tB@D  
 透镜基本参数输入;  ZQY]c  
 优化变量与评价函数设定; c.<bz  
 优化; uR;m<wPH,f  
 照度分析; ji8)/  
&l&B[s6[  
2. 操作流程 <k41j=d  
h(<2{%j  
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。 lhp.zl  
w=|"{-ijo  
j'2:z#  
2) 创建透镜 ,V>7eQt?  
HVG:q#=C  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 2@W'q=+0  
R6xJw2;_  
s<GR ?  
3) 输入透镜参数 Q5kf-~Jx+  
UWf@(8  
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; ?y1G,0,  
T@{ }!  
t'7A-K=k3  
c9uln  
将第二面的圆锥系数改为-1
lDK<gd  
4) 创建LED光源 H N )@sLPc  
ZLN79r{T  
%UO ;!&K  
光源类型为Random plane ; bb@3%r|_<  
光线数为10000; @hz~9AII9  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; f@)GiLC'"  
形状选为椭圆; (mR ;MC  
<,X?+hr  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. $K'A_G^  
半径选择60度 #mFY?Zp)  
类型选择 Lambertian D.ajO^[  
形状选择 Elliptical JKJ+RkXf3  
JvI6+[  
波长选择默认默认波长 d[t+iBP;)  
Power默认为1 watts K+F]a]kld  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm '^6jRI,  
H[;\[ 3  
LED光源设定办法 =KCAHNr4?  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) IW~q,X+`V  
$bho]~  
波长设定,颜色选为绿色
av; ~e<  
功率设定(在Power units选择Watts)
Wh7}G   
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane N H$!<ffz  
V\=QAN^  
创建平面探测器(plane)
V`,tu `6  
Y!0ZwwW  
6) 创建分析面 c_RAtM<n  
k O8W>  
e5HHsR6  
K7jz*|2  
光线滤光器设置 o'hwyXy/S  
7) 执行光线追迹 s6F^z\6  
0DR:qw  
&1(PS)s  
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。 G*].g['  
4w)aAXK  
8) 优化设定 >ow5aOlQ&  
~A-1x!YiU  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 `{ 6K~(  
Ug=)_~  
定义变量
&i8UPp%  
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)
JIYZ  
9) 优化 $Lf-Gi  
fd CN?p[_  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 u,f$cR  
5Y}=,v*h}  
u&7c2|Q  
_go1gf7  
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
UwQyAD]Ht  
N:]Ud(VRM  
10) 光线追迹与结果分析 gb clk~kX  
:~gG]|F  
X61p xPa  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 CdFr YL+F  
hZ;[}5T\<S  
~UhTy~jya  
优化后透镜的面型如下: iAWd 9x  
透镜渲染效果
5kju{2`GF  
QQ:2987619807
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