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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 {Z<4  
JwR]!  
本文您将会学到如下内容: W.h6g8|wx  
 透镜基本参数输入; GJW>8*&&(  
 优化变量与评价函数设定; M|e Qds  
 优化; l_JPkM(mJw  
 照度分析;  ol^J-  
nU$;W  
2. 操作流程 /YYI 4  
(hTe53d<S?  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 pQc5'*FKd  
xcO Si>  
7VkT(xnm  
2) 创建透镜 WlnmW(uahW  
|}paa  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 9W$FX  
9j458Yd4*  
F3/aq+<P[  
3) 输入透镜参数 R[>fT}Lo  
=s"_! 7  
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; +rS}f N$L.  
^]}UyrOn  
"`Q~rjc$2  
D_r&B@4w  
将第二面的圆锥系数改为-1
Ij>IL!  
4) 创建LED光源 Jvt| q5  
]v7f9MC'\  
1au1DvH  
光源类型为Random plane ; zrYhx!@  
光线数为10000; 7c|8>zES:E  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 9:N@+;|T  
形状选为椭圆; \O 9j+L"  
(i4=}Kn2  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. g+h)s!$sB  
半径选择60度 x_lCagRGC4  
类型选择 Lambertian ,Z*Fo: q  
形状选择 Elliptical /I|.^ Id|  
V,?i]q;5  
波长选择默认默认波长 h?[3{Z^  
Power默认为1 watts 7!Z\B-_,  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 47s<xQy  
1ipfv-hb6  
LED光源设定办法 9dl\`zlA*  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) 86!"b  
t3!?F(&  
波长设定,颜色选为绿色
t b5k|  
功率设定(在Power units选择Watts)
VR/7CI4=  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane wb^Yg9  
sev^  
创建平面探测器(plane)
!$r4 lu  
1SoKnfz{6  
6) 创建分析面 [|PVq#(  
/Y:1zLs%  
v2R41*z,  
L|4kv  
光线滤光器设置 1'tagv?  
7) 执行光线追迹 rug^_d=B  
Nx>WOb98  
p@`rBzGp  
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。 Q7oJ4rIP  
K r $R"  
8) 优化设定 ~_v?M%5i  
1jU<]09.  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 (as'(+B  
sdP% Y<eAT  
定义变量
]37k\O?vd  
定义评价函数 (RMS Direction Spread)
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
[v$_BS#u^3  
9) 优化 .U|e#t  
, |SO'dG  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 WK5~"aw  
PGZ.\i  
JF7n|o-`?  
$r%m<Uc;}O  
优化结束后会弹出如下报告
在输出结果可以看到当前评价函数数值
:<Z*WoEmt  
 qGG  
10) 光线追迹与结果分析 @ @$=MSN  
g`~c|bx  
Qp8. D4^@3  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 {6Tw+/`P  
P7r?rbO"  
seWYY $$  
优化后透镜的面型如下: q]Gym 7o  
透镜渲染效果
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