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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 ~SzHIVj:6  
Z:(Zy  
本文您将会学到如下内容: ]&b>P ;j:  
 透镜基本参数输入; 6Mc&gnN  
 优化变量与评价函数设定; 57|RE5]|!  
 优化; <Jc :a?ICe  
 照度分析; aw\0\'}  
WY& [%r  
2. 操作流程 /}\Uw  
Z>l%:;H  
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。 N\{{:<Cp\  
/gH[|d  
L#|6L np^  
2) 创建透镜 0Z4o3r[  
1CmjEAv%/  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 1 !8 b9  
).$q9G  
p)e?0m26  
3) 输入透镜参数 ']&rPv kL  
FW@(MIH  
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; 3;%dn \ D  
w7E7r?)Wl|  
'eYM;\%('  
}lQ`ka  
将第二面的圆锥系数改为-1
/^pPT6  
4) 创建LED光源 7[I%UP  
umuE5MKY<  
dX;Q\  ]"  
光源类型为Random plane ; MszX9wl  
光线数为10000; WKvG|YRDq  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; !;, Dlq-}  
形状选为椭圆; Yw6^(g8  
uGz>AW8a3  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. wa%;'M&  
半径选择60度 ""W*) rR   
类型选择 Lambertian i_{b *o_an  
形状选择 Elliptical D.ERt)l>  
xH4Qv[k Q7  
波长选择默认默认波长 U9t-(`[j?  
Power默认为1 watts 0`Hr(J`F  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ;r3Xh)k;  
a,ZmDkzuv  
LED光源设定办法 -d)+G%{  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) mx=2lL`  
9g~"Y[ ]  
波长设定,颜色选为绿色
 ZcE:r+  
功率设定(在Power units选择Watts)
G?dxLRy.do  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane &|YJ?},  
_^MkC} 8  
创建平面探测器(plane)
| k?r1dj%O  
~cH3RFV  
6) 创建分析面 ,SG-{   
J.Fy0W@+k4  
%f1>cO9[  
_eZ*_H,\  
光线滤光器设置 (T|q]29  
7) 执行光线追迹 U+ANSW/  
k];NTALOG  
VdOcKP.  
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。 (RU\a]Ry  
13aj fH  
8) 优化设定 SUN!8 qFA  
,GUOq!z  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 R5& R ~1N  
3R& FzLs  
定义变量
M37GQvo   
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)
I[w;soI  
9) 优化 0BrAgv"3a_  
uW0Dm#  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 3L^]J}|  
<44A*ux  
d:8c}t2X  
GV0-"9uwX~  
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
2+=:pc^  
UUR+PfY  
10) 光线追迹与结果分析 Ohn?>qQ  
H;c3 x"  
-*[:3%  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 ^`?M~e2FZ8  
952l1c!  
Sp/<%+2(  
优化后透镜的面型如下: 4 Kh0evZ  
透镜渲染效果
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