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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 yrxx+z|wR o`<h=+a\ 本文您将会学到如下内容: 9b{g+lMZo 透镜基本参数输入; #J%h!#3g 优化变量与评价函数设定; `~w%Jf 优化; J8qu]{0I" 照度分析; DI$mD{ ~G|{qVO7A 2. 操作流程 w]]x[D]L 9m<X-B&P 1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 Vp- n(Z uAPLT~
(P]^8qc : L6-{9$ 2) 创建透镜 )_x8?:lv [)b/uR 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens i9#`F.7F ByB0>G''.
Sgjr4axu D_,_.C~O 3) 输入透镜参数 'vf,T4uQ" e+]YCp[( 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; (rY1O:*S e>)}_b
i?P]}JENM -\sKSY5{R
g,z&{pZch 将第二面的圆锥系数改为-1 &CPe$'FYI ]R2Z -2 4) 创建LED光源 #!<+:y'S? ];wohW%
TZ[Fu{gZ 光源类型为Random plane ; r* 光线数为10000; U_zpLpm^ LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; c,[qjr#\> 形状选为椭圆; ['9OGV\ )Or:wFSMq 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. <R]Wy}2- 半径选择60度 [{.\UkV@ 类型选择 Lambertian WLj_Zo*^x 形状选择 Elliptical Wpg?%+Y sN[@mAoH 波长选择默认默认波长 4*ty&s=5OJ Power默认为1 watts N#xM_Mpt 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm A%sxMA!K, K\%"RgF@&
ZPG8q
LED光源设定办法 ud~VQXZo ]cO$ E=W
b}q(YgH< LED光源的发光强度(极化角和方位角) brhJ&|QDE sO f)/19
dT0z^SG 波长设定,颜色选为绿色 94>7-d =4%WOI
(x*2BEn| 功率设定(在Power units选择Watts) Y;F,GxR} YJtOdgG|q 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane G%x,t- "N[gMp6U
Se]t;7j 创建平面探测器(plane) `&&6-/ b ffml
8aM%
9OU mrBhvp"" 6) 创建分析面 \2VZkVO9 !nD[hI8P
t)kr/Z*p\
cB{;Nh6" 光线滤光器设置 >!ZyykAs I{P$B- 7) 执行光线追迹 :WKyEt!3 ~TmHnAz
#| e5 C&MqUj"]
Q,LWZw~" 7*8nUq 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。 &^Q~G>A XzR WY\x $F'~^2 8) 优化设定 dIh(~KqB 5<'Jd3N{& 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 -wHGi q|Tk+JH{5
FU3IK3} Q?'W >^*J
B 0fo[Ev 定义变量 ^L2Zo'y [ Z-r0
D
!QzMeN;D 定义评价函数 (RMS Direction Spread) j1C0LP8 bsS|!KT
!c;p4B) 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) (6_/n&mF 'k) P(H 9) 优化 D2mAyU- 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 53#5p;k
X=7vUb,\gB
="*C&wB^ Z|7I }i
3uiitjA] 优化结束后会弹出如下报告 ZXRN?b .6]cu{K(
.
*+7xL 在输出结果可以看到当前评价函数数值 -^%"w PDiorW}]k 10) 光线追迹与结果分析 ).6/ii9gt lIT2 AFX+ 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
rs
KE %x)U8  ~wV98u-N 2+rao2
优化后透镜的面型如下: (W6\%H2u 透镜渲染效果 _34YH 5 #nL0Hx7]E
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