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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 HEbL'fw^s i8k} B
o 本文您将会学到如下内容: x}pH'S7 透镜基本参数输入; -%Vh-;Ie( 优化变量与评价函数设定; s`H|o'0 优化; n]Yz<# 照度分析; -k7b#
+T lY"l6.c 2. 操作流程 m!G(vhA,_w .tLRY 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。 NZv 8# )L6
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8|{ZcW >QvqH 2 2) 创建透镜 PdVx&BL* gh*k\0 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens +58^{_k+% rgCC3TX
] 9C)F*r7 >*gf1" 3) 输入透镜参数 !{CIP`P1 ?m2FN<S 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; Y\_mqd XrTc5V
{CR`~)v& FT~c|ep.
#&IrCq+ 将第二面的圆锥系数改为-1 Cj3Xp~ 2= ;ZJ 4) 创建LED光源 w^&UMX} `Zo5!"'
K/C} 光源类型为Random plane ; "?6*W"N9 光线数为10000; G@D;_$a LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; X%-hTl 形状选为椭圆; #S/~1{ <ZZfN@6 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ~h8k4eM 半径选择60度 EJC}"%h 类型选择 Lambertian ^Ff fc@= 形状选择 Elliptical (AZneK
:* ?:60lCqj 波长选择默认默认波长 U= n Power默认为1 watts 8q9^ 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm W3\+51P EB+4]MsD
lmoYQFkYP LED光源设定办法 YGChVROG~ C'A
D[`p
: ciwh LED光源的发光强度(极化角和方位角) !lEV^SQJs K6B6@
R6;229e 波长设定,颜色选为绿色 E.:eO??g md{1Jn"
|Zn,|-iW 功率设定(在Power units选择Watts) NPBOG1q% fvTp9T\f3 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane `ZC -lAY epk
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b[N#p5 创建平面探测器(plane) T[},6I|! 2g)q
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>/GYw"KK 2-g 5Gb2| 6) 创建分析面 '2|mg<Ft <4?(|Vh[m]
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QB*AQ5- 光线滤光器设置 =hh,yi 'zt}\ Dt 7) 执行光线追迹 S,+|A)\# Vz,"vBds
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,5*<C'9 %tkL<e 可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 :Z;kMrU "[L+LPET Hn)^C{RN*{ 8) 优化设定 =snJ+yn! `$;%%/tx 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 J(,gLl 'OYnLz`"6
[9CBTSr Y5IQhV.
3XjY 定义变量 Vc|QW F+Hmp\rM#
ug`Jn&x! 定义评价函数 (RMS Direction Spread) jvE&%|Ngw .a]av
Bb5RZ#oa 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) !|
GD8i t_X=x`f 9) 优化 Kzfy0LWM 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 y7 W7270) 3 _DJ
W2,Uw1\:1 [*=UH*:'N
6CWm;%B#G 优化结束后会弹出如下报告 r<kqs,-~ }cy<$=c#E_
M059"X=" 在输出结果可以看到当前评价函数数值 hKK"D:?PRs 2I~a{:O 10) 光线追迹与结果分析 4L6'4 t"s ]:]w+N%7 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 /{X2:g { r?n3v[B  q&k?$rn !='&#@7u 优化后透镜的面型如下: ->YF</I 透镜渲染效果 V)r6bb{^ 5./(n7d_
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