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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 )6U^!95  
h,i=Y+1  
本文您将会学到如下内容: 7<93n`byM  
 透镜基本参数输入; *Ud P1?Y  
 优化变量与评价函数设定; c&#B1NN<  
 优化; 42PA?^xPw  
 照度分析; CYhSCT!-?  
qoC<qn{.a  
2. 操作流程 &f/"ir[8i  
Fma#`{va  
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。 jh~E!%d77  
B5#>ieM*  
$1|65j[e  
2) 创建透镜 -EWC3,3  
%/%TR@/  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens !=vd:,  
)p 8P\Rl  
7$JE+gL/7  
3) 输入透镜参数 " 8g\UR"[  
g_(O7  
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; 8qv>C)~~`  
yOm#c>X  
N/8B@}@n  
G~zP&9N|  
将第二面的圆锥系数改为-1
I=4G+h5p  
4) 创建LED光源 XWUi_{zn  
LP//\E_]  
S 0mt8/ M  
光源类型为Random plane ; pT<I!,~  
光线数为10000; V`"Cd?R0Z  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; i$XT Qr0K=  
形状选为椭圆; b'(Hwc\ t  
xHuw ?4  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. `_<O _  
半径选择60度 8} |!p>  
类型选择 Lambertian iY3TB|tMt  
形状选择 Elliptical X GDJCN  
~Z$Ro/;l  
波长选择默认默认波长 -y8> c0u  
Power默认为1 watts RWXN  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm A=BT2j'l)  
-;&-b>b  
LED光源设定办法 \|C~VU@  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) ;b0;66C8|  
x8RiYi+  
波长设定,颜色选为绿色
Q^Q6| n  
功率设定(在Power units选择Watts)
zB#.EW  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane v=?/c-J*  
(6X{ &  
创建平面探测器(plane)
G,,f' >  
8>!-|VSn  
6) 创建分析面 GBGna3  
[yDOv Q[  
Kd7Lpw1u]  
Lv:;}  
光线滤光器设置 } v3w-  
7) 执行光线追迹 \NQ[w7  
dp*E#XCr1  
GT-ONwVDq  
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。 v=x)]<E" _  
F&D ,y-CQ  
8) 优化设定 >xIb|Yp)&  
)Xice=x9  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 sn yA  
U ]O>DM^'  
定义变量
G%SoC  
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)
MUMB\K*$  
9) 优化 \}; 4rm}V  
e@g=wN"@  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 p}|<EL}Z9  
zTfl#%  
-hZw.eChQa  
!r9~K^EI  
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
>9X+\eg-  
@4P_Yfn  
10) 光线追迹与结果分析 a!;CY1>  
fTd":F  
])vqXjN6"  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 8n/[oDc]  
jN!sL W  
dX DuO  
优化后透镜的面型如下: 5)p!}hWs  
透镜渲染效果
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