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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 P rt#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>44k\|)  
 照度分析; s.e y!ew  
73#9NZ R  
2. 操作流程 Faw. GU  
Ko}7$2^  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 {r X5  
"U{mMd!9L  
fa.f(c  
2) 创建透镜 T/3;NXe6E  
8Nv-/VQ/b  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 2X +7b M  
EkV!hqs*  
,DQ >&_DK  
3) 输入透镜参数 3~8AcX@  
`}n0=E  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; Ut=0~x.=<  
2f /bEpi  
_"`/^L`Q?  
"URVX1#(r  
将第二面的圆锥系数改为-1
"N]WL5$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 y0lLFe~  
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)
HQ jxJd5P  
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}k K)  
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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