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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 @7n"yp*" '1/i"yoW 本文您将会学到如下内容: NQ2E 透镜基本参数输入; H}
g{Cr"Ex 优化变量与评价函数设定; QP J4~ 优化; KKf 照度分析; 3sZ\0P} r]36zX v 2. 操作流程 m`r(p" JqiP>4Uwm^ 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。 v|2T%y_
u R{T$[$6S
Mf``_=K &@YmA1Yu)E 2) 创建透镜 0{ R=9wcc |ZBI * 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens i
K? w6 W5MTD]J
f&
' VP]% Hni] 3) 输入透镜参数 HyWCMK6b *;*r8[U}q 两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; h'F=YF$o U4B(#2'
'!$Rw"K. J7p),[>I<
ZJs$STJ* 将第二面的圆锥系数改为-1 n?Nt6U }`~+]9< 4) 创建LED光源 ea')$gR g}',(tPMZ
D}X\Ca"h 光源类型为Random plane ; Dm<A
^u8 光线数为10000; kPLxEwl LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ^r,=vO 形状选为椭圆; Y0-n\| CizX<Cr} 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. d-dEQKI?; 半径选择60度 0:Ol7 类型选择 Lambertian ) hfpwdQ 形状选择 Elliptical |#
2.Q:& BR yl4 波长选择默认默认波长 c\ l kD-\ Power默认为1 watts ~M4; 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ?<'}r7D "1M[5\Ax
;;N9>M?b LED光源设定办法 NHZz _a= ikiypWq
Y`SvMkP)+ LED光源的发光强度(极化角和方位角) dNeVo|Y~h N[
Og43Y
Hja3a{LH 波长设定,颜色选为绿色 v
z '&%( kL"2=7m;
fS78>*K 功率设定(在Power units选择Watts) HCC#j9UN6 VS8Rx.? 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane &FN.:_E @i IRmQ
P
m e^l%M 创建平面探测器(plane) eV?2LtT#5 2!=f hN
E#N|wq M:B=\&.O 6) 创建分析面 5taT5?n2 _^%,x
ExL0?FemWV
Cd}<a?m, 光线滤光器设置 'kO!^6=4M lchPpm9 7) 执行光线追迹 );&:9[b_
tG22#F`
%^1V4 mb^~qeRQ
]K,Tnyp U>}w2bZ* 可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 @O^6&\s> >V8-i` K} X&AJ5A 8) 优化设定 ML56k~"BL Ls+2Zbh 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ^ Q ? ud@%5d
5IjGm 3eAX.z`D
U$D65B4= 定义变量 9gK`E eiaFaYe\
rlSeu5X6 定义评价函数 (RMS Direction Spread) 7CURhDdk Pw`8Wj
w;:*P 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) ,Ae6/D$h/ i#Bf"W{F 9) 优化 (m(JK^ 注意:在优化之前,建议先保存原始文件
B Qxs~ Zaf:fsj>
"
9wvPC ^ 1FL~ndJs
2E)-M9ds 优化结束后会弹出如下报告 ZI}F om< 0#Y5_i|p
3J|F?M"N7 在输出结果可以看到当前评价函数数值 Q6!zZ))~ 0{p#j~ZhC 10) 光线追迹与结果分析 RmeD$>7 Ed df2;-. 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 [
=9T*Sp sW'AjI  Y0dEH^I ' ;FnIZ 优化后透镜的面型如下: h#
o6K# 透镜渲染效果 Vl=l?A8 m6\E$;`
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