FRED准直透镜模拟与优化
1. 摘要 Prt#L8 $y4M#yv 本文您将会学到如下内容: gD40y\9r 透镜基本参数输入; nK:`e9ES 优化变量与评价函数设定; +}]wLM}\UF 优化; qq>44 k\|) 照度分析; s.ey!ew 73#9NZR 2. 操作流程 Faw. GU Ko}7$2^ 1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 { r X5 "U{mMd!9L fa.f(c 2) 创建透镜 T/3;NXe6E 8Nv-/VQ/b 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 2X +7bM EkV!hqs*
,DQ
>&_DK 3) 输入透镜参数 3~8AcX@ `}n0=E 两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; Ut=0~x.=< 2f
/bEpi _"`/^L`Q?
"URVX1#(r 将第二面的圆锥系数改为-1 "N]WL5$i 4) 创建LED光源 ;W =by2x* f(W,m
>.;
yl|R:/2V 光源类型为Random plane ; ,9+nfj 光线数为10000; <C2c"=b LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 5"]aZMua 形状选为椭圆; |HT)/UZ| @V*au: 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. /Ir 7
DZK 半径选择60度 !vi4*
@: 类型选择 Lambertian &s_}u%iC 形状选择 Elliptical ~n)]dFy NdaM9a#TZ 波长选择默认默认波长 ;%lJD"yF Power默认为1 watts y0lL Fe~ 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm il<gjlyR]L -U&098}<K
LED光源设定办法 LjX&', LED光源的发光强度(极化角和方位角) ',<{X(#( !$4Q]@ }
波长设定,颜色选为绿色 "4k"U1
功率设定(在Power units选择Watts) PP~CZ2Fze 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane .kz(V5 sT@u3^>
创建平面探测器(plane) _q2`m
GXGN;,7EV 6) 创建分析面 h:eN>yW *(>F'>F1" s2kGU^]y noWRYS %
光线滤光器设置 99=[>Ck)G 7) 执行光线追迹 1KNkl,E xow6@M, 1ZGQhjcx 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。 bUpmU/RW !^rITiy 8) 优化设定 ZC>`ca ?^F*"+qI 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 3g4vpKg6c $L $j
KNwf
定义变量 hA$c.jJr.Z
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) HQjxJd5P 9) 优化 PkZf(=-X
+sV# Z, 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 CYY
X\^hA d7n4zx1Hh
w%!k?t,*] 6Vu}kK)
 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 MV:<w3! Z &ua,:5 10) 光线追迹与结果分析 wt3Z?Pb !ds"88:5^
t(LlWd 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 rZwf%} 3:z4M9f >*ha#PE 优化后透镜的面型如下: s0`]!7D<
透镜渲染效果
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