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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 8$Zwk7 w8A R9"}-A 本文您将会学到如下内容: Q7d@+C 透镜基本参数输入; 3u+i 优化变量与评价函数设定; kd]CV7(7 优化; /EegP@[ 照度分析; Of$R+n. R7!v=X]i 2. 操作流程 nG{o$v_| Tow! 5VAM 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。 YTTij|( 9Nx%Sdu
pjoyMHWK )^"V}z
t 2) 创建透镜 C+%eT&OO f4F%\ " 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens `R7dn/ )54a' Hp
)`ixT) >LN*3&W 3) 输入透镜参数 0w< ilJ =VT\$
5A 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; >Bdh`Ot-! >ke.ZZV?
]sE)-8 ct
OCj$$u
| WTWj 将第二面的圆锥系数改为-1 P>_9>k@;Q [F;\NJp6?^ 4) 创建LED光源 Oo FMOlb.Z \7#w@3*
GRVF/hPn 光源类型为Random plane ; Ht/#d6cQ 光线数为10000; ~{-Ka>A LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; :PY6J}: 形状选为椭圆; ?,+&NX3m fR+{gazk
n 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. G-K{ 半径选择60度 xO<%lq` 类型选择 Lambertian Dv`"3 形状选择 Elliptical qN9 ?$\ 6K<o0=,jm2 波长选择默认默认波长 R$A%Zh6 Power默认为1 watts ;T8(byH ? 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm R#8cOmZ ) j&khHD
~x+'-2A46 LED光源设定办法 #h
U4gX, E?bv<L,"
C&%NO;Ole LED光源的发光强度(极化角和方位角) ja/wI'J< 1^V.L+0s]
>&R@L KP 波长设定,颜色选为绿色 2Ub-ufkU 5} ur,0{
XP:fL
NpQ 功率设定(在Power units选择Watts) v&7<f$5 `
"-P g5 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane WPlf8* -fQ f&$;iE
OI78wG 创建平面探测器(plane) < 3*q) VT Qp)?wny4
0R`>F"> ^,vFxN--q 6) 创建分析面 MU2kA&LH m .(\u?J
f7!48,(fB
Z(tO]tQE 光线滤光器设置 X&5N89 9(}d7y 7) 执行光线追迹 8g-Z~~0W1 ,`!lZ|
U
<1m` {D(l#;,iX2
F$|:'#KN hNkv lk'Ui 可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 9^N(s7s \ Ucv<S V>E7!LIn. 8) 优化设定 \w1',"l` l,(:~KH| 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 #.fJ
M:"tG ydY 7 :D
t0v>J9 [q_62[-X
qdKqc,R1{ 定义变量 r|\{!;7 ahCwA}
].aFdy 定义评价函数 (RMS Direction Spread) :sLg$OF m-;8O /
PO0Od z 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) nR@mm
j Q*1'k%7 9) 优化 M.Tp)ig\# 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 0+SZ-] u ysTyzx
Lp@Al#X55 5M #',(X
:"Tkl$@, 优化结束后会弹出如下报告 S
Te8*=w -b8SaLak
}U5$~,*p 在输出结果可以看到当前评价函数数值 qTwl\dcncC @(E6P;+{ 10) 光线追迹与结果分析 qvGmJN0 3$:F/H 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 y!R9)=/M DKem;_6OQ  ][V`ym-e DrAIQ7Jd 优化后透镜的面型如下: cq
gCcO, 透镜渲染效果 0raFb,6l 9kqR-T|Q
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