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FRED准直透镜模拟与优化

工程师
2023-05-17 19:14:47     打赏
1. 摘要  本文您将会学到如下内容: 透镜基本参数输入; 优化变量与评价函数设定; 优化; 照度分析; 2. 操作流程 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。  2) 创建透镜 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens  
 3) 输入透镜参数  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;
  
 将第二面的圆锥系数改为-1 4) 创建LED光源 
 光源类型为Random plane ;光线数为10000;LED 芯片尺寸 2mm*2mm ;形状选为椭圆; 在光线方向上选择Random Direction into an angular range.半径选择60度类型选择 Lambertian形状选择 Elliptical 波长选择默认默认波长Power默认为1 watts位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm LED光源设定办法
 LED光源的发光强度(极化角和方位角)
  波长设定,颜色选为绿色 功率设定(在Power units选择Watts) 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 创建平面探测器(plane) 
 6) 创建分析面 
 光线滤光器设置
 7) 执行光线追迹  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。
 8) 优化设定 
 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 定义变量 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) 9) 优化
 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 

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  10) 光线追迹与结果分析 
 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布  优化后透镜的面型如下:透镜渲染效果




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