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infotek 2023-05-18 08:25

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 s4Z5t$0|  
(8OaXif  
本文您将会学到如下内容: /YH5s=  
 透镜基本参数输入; CZ_ (IT7  
 优化变量与评价函数设定; bZ*J]1y(.  
 优化; A{b?ZT~2]  
 照度分析; Z3 $3zyi  
A!j6JY.w  
2. 操作流程 l*C(FPw4  
sDvtk]4o-4  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 7tr;adjs  
<xQHb^:  
g{?]a'?  
2) 创建透镜 3xGk@ 333  
N_"mC^Vx  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens C@L8,Kj ~.  
! FVXNl  
m;d#*}n\p  
3) 输入透镜参数 Y!|* `FII  
hZ@Wl6FG;  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; U[UjL)U  
2,O;<9au<  
S+EC!;@Xg  
Ou<Vg\Mu  
将第二面的圆锥系数改为-1
ngoAFb  
4) 创建LED光源 O7z -4r  
kmXaLt2Z  
N\OeWjA F  
光源类型为Random plane ; ~L.)<{?  
光线数为10000; U^$o< 2  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; P9aGDma  
形状选为椭圆; /HmD/E\  
Vg)]F+E  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. )q48cQ  
半径选择60度 7Bhi72&6  
类型选择 Lambertian O67.DEu^  
形状选择 Elliptical ^Pk-<b4}  
71?>~PnbH}  
波长选择默认默认波长 ;nbUbRb  
Power默认为1 watts 7VdG6`TDR  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm i|5K4Puu  
420cJ{;A  
LED光源设定办法 W c"f  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) Ol9'ZB|R  
(&U8NeWZ  
波长设定,颜色选为绿色
W:^\Oe5&a  
功率设定(在Power units选择Watts)
$6a55~h|(  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane )(|+z'  
> T,^n {_v  
创建平面探测器(plane)
?-P]m&nh|  
#lM :BO  
6) 创建分析面 ?>V4pgGCE  
5X5&(S\  
Jm|eZDp  
4$oX,Q`#  
光线滤光器设置 j`Xe0U<  
7) 执行光线追迹 p<\yp<g  
!dVth)UV  
m 4Vh R_  
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。 e?%Qv+)W  
c:Tw.WA  
8) 优化设定 NX^%a1D!  
&xlz80%  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 7ZbnG@s7  
;=IGl:  
定义变量
|5 sI=?p&t  
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)
C~.7m-YW  
9) 优化 tc%?{W\  
h[SuuW  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 C%8jWc  
:_%  
`Tx1?]  
ceDe!Iu  
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
 opK=Z  
M~Yho".  
10) 光线追迹与结果分析 <6=kwV6  
^d!(8vh  
`b^eRnpR  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 *%^Vq  
SbmakNWJ}  
cNzn2-qv  
优化后透镜的面型如下: IiG~l+V~  
透镜渲染效果
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