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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 r )F;8(  
3 jZMXEG)  
本文您将会学到如下内容: ] G&*HMtp  
 透镜基本参数输入; [n2B6Px  
 优化变量与评价函数设定; p)y5[HX  
 优化; u,sR2&Fe  
 照度分析; 4ax{Chn  
?[ xgt )  
2. 操作流程 j9p6 rD  
oP&/>GmXL  
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。 bdg6B7%Q  
x< A-Ws{^V  
mci> MEb  
2) 创建透镜 =&}@GsXdo  
DX s an  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens cb}"giXQTB  
"rv~I_zl  
<xI<^r'C9e  
3) 输入透镜参数 nf.Ox.kM)  
QJ|@Y(KV0  
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; 8dGsV5"*  
!J$r|IX5  
`Ij@;=(  
hbw(o  
将第二面的圆锥系数改为-1
?Nos;_/  
4) 创建LED光源 ul~ux$a  
5S~ H[>A"  
-$Oh.B`i  
光源类型为Random plane ; xye-Z\-t  
光线数为10000; 2|nm> 4  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ;  WR;1  
形状选为椭圆; D|- ]<r1"  
Y t(D  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. GAz -yCJp  
半径选择60度 L)e" qC_-  
类型选择 Lambertian l/.{F;3F  
形状选择 Elliptical 1[FN: hm  
-ss= c#  
波长选择默认默认波长 akj<*,  
Power默认为1 watts spEdq}  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ci0A!wWD  
TZn 15-O  
LED光源设定办法 O0  'iq^g  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) ~tDYo)hH8  
SE'Im  
波长设定,颜色选为绿色
broLC5hbQU  
功率设定(在Power units选择Watts)
mQ"~x]  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane eg0_ <  
Q:}]-lJg  
创建平面探测器(plane)
8wU$kK  
h4Crq Yxa_  
6) 创建分析面 ,81%8r  
k<gH*=uXY'  
]C_+u_9  
l_I)d7   
光线滤光器设置 / *0t_  
7) 执行光线追迹 + G@N  
VkQ@c;C  
m1$tf ^  
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。 (s};MdXIz  
1`cH EAa  
8) 优化设定 |RX#5Q>z  
K-RmB4WI  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 @N*|w Kc+  
X\^V{v^-  
定义变量
O]N/(pe:d  
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)
HsY5wC  
9) 优化 ,i>`Urd  
K<S3gb?0  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 rH@Rh}#yp  
!eX0Q 2  
Q\Ek U.[I  
e3I""D{)[=  
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
a6{Zp{"Y  
\!u<)kkyT  
10) 光线追迹与结果分析 LrU8!r`a  
c(Q@5@1y:  
<WXVUEea  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 #QNN;&L]R  
I)rnF  
_w^,j"  
优化后透镜的面型如下: n0(Q/  
透镜渲染效果
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