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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 _Y)Wi[ {.Brh"yC 本文您将会学到如下内容:
KvO5-g 透镜基本参数输入; #f_. 优化变量与评价函数设定; *{O[} 优化; s+h}O}RV 照度分析; o,/w E NuXII- 2. 操作流程 n-OQCz9Xl Qn;,OBk 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。 &QFc)QP{ N7^sn!JB
ku#WQL nUCOHVI7 2) 创建透镜 Ian+0
?`e X]=8Oa 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens uSH_=^yTQ j?\z5i""f
ss`Sl$ Sf2xI' 3) 输入透镜参数 v]}\Ns/ FJn.V1 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; 8/lgM'Eux b&9~F6aM
3KtJT&RuL -Q|]C{r
U&#`5u6'j 将第二面的圆锥系数改为-1 {TDZDH !x") uYf 4) 创建LED光源 ^zfs8]QSf !1Ht{cA0
k:N/-P&+ 光源类型为Random plane ; $ <3^( y 光线数为10000; F?qg?1vB| LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; _ne
r 形状选为椭圆; Tl1H2s=G- }L=Qp=4 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. o.s(=iG 半径选择60度 ZX'3qW^D 类型选择 Lambertian \mWH8Z
}Z 形状选择 Elliptical Y8N+v+V/ u-QHV1H`( 波长选择默认默认波长 m ^w{:\p Power默认为1 watts ,;f5OUl?[ 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm )4>7X)j> 5=8t<v1Bn
8isQL LED光源设定办法 oVW>PEgB- [2!C^\t
7`&6l+S| LED光源的发光强度(极化角和方位角) ~.tYYX< X8wtdd]64
` $q0fTz 波长设定,颜色选为绿色 %"WhD'*z} ? 51i0~O=
,5AEtoF 功率设定(在Power units选择Watts) )KGz -!1c `Jh<8~1 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane )JJF}m= 4um^7Ns)7
^F&j;8U 创建平面探测器(plane) /U`p|M; hD4>mpk
=ADOf_n} YOUB%N9+ 6) 创建分析面 G,<l}(tEG lQy-&d|=#^
wuM'M<J@
{|B[[W\TN 光线滤光器设置 lS#^v#uS JoZSp"R 7) 执行光线追迹 J~50#vHY t0Jqr)9}6
#Tt*NU D4uAwmc
]&dPY[~,/i ;--D?Gs]Qr 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。 Kmw #Q` ap2g^lQXq z4;@"B 8) 优化设定 X5)(,036 2+Oz$9`. 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 lxr;AJ( L27WD m^)
2e03m62* /Gn0|]KI
zx*D)i5- 定义变量 i"pOYZW1 i0J`{PbI
B^/k`h6J 定义评价函数 (RMS Direction Spread) lJdYR'/Wd U3`?Z`i(
YBR)S_C$_ 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) ;tF&r1 Nwe-7/Q 9) 优化 !IA\c(c^ 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ei{tW3
H$ /+8VW;4|I
cbs ; '@Yp@
_
HFlExau 优化结束后会弹出如下报告 vU]n0)<KB Y*\N{6$2
9NNXj^7 在输出结果可以看到当前评价函数数值 ]>Gi_20*. _N)&<'lB< 10) 光线追迹与结果分析 Px9 K #TC}paIpj 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 Yl:[b{Py YDj5+'y  #Sx M_>kefr 优化后透镜的面型如下: E@n~ @|10 透镜渲染效果 Y_EEnx&>i %u_dxpx
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