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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 * >2FcoN; ":sp0(`h 本文您将会学到如下内容: *E>R1bJ8 透镜基本参数输入; SG~HzQ\% 优化变量与评价函数设定; V"gKk$j7 优化; mo
tW7|p.e 照度分析; >sAaLR4 9I5AYa? 2. 操作流程 qfAnMBM1@ ON{a'H 1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 zZ Y1E@~ PGZe'r1E9
nT~XctwF t0xE 2) 创建透镜 'b [O-6v J pj[.Sq 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Ma{@b$> jL)Y'
ut]&3f'' m'G=WO*% 3) 输入透镜参数 uARkf'
v9TIEmZ 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; Dbx zqd `6YN/"unfp
\Lb wfd= @yQ1F>
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7N5M=f.DS( 将第二面的圆锥系数改为-1 -)&lsFF 5&A' +] 4) 创建LED光源 "9X(.v0ze z 36Y/{>[
DHhty qm 光源类型为Random plane ; Jp8,s% 光线数为10000; +wHa)A0MW LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; F}F{/
形状选为椭圆; ;$ ]a.9
- Mu.oqT 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. p vWj)4e 半径选择60度 SN}3 类型选择 Lambertian U5F1m]gFr 形状选择 Elliptical G7GKO 0>;[EFL 波长选择默认默认波长 *. A-UoHa Power默认为1 watts YOfYa 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm E+ XR[p !6#.%"{-
>$3 =yw% LED光源设定办法 8A*tpMV?J LF(S"Of
+,T}x+D LED光源的发光强度(极化角和方位角) |1<B(iB'{/ $j!:ET'V
n c.P 波长设定,颜色选为绿色 sUkn.g! {q&`B
8@6*d.+e 功率设定(在Power units选择Watts) 8[
ZuVJ] OzxiT + 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ne[H `7c Y{t}sO%A
E1A5<^t 创建平面探测器(plane) '7@Dw;
6@d/k.3p
ds2xl7jg sAK&^g 6) 创建分析面 h-m0Ro?6 HuxvIg
M%!j\}2A
O
"Aeg| 光线滤光器设置 `"xzC $ '&]6(+I> 7) 执行光线追迹 zR=g<e1xe gaU^l73,C
%yR80mn8 GIK.+kn\
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FgO ;>]dwsA*P 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。 [H2su|rBI` &k(tDP y7z ,I 8) 优化设定 +~;#!I@Di E
/ycPqD 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 TP`"x}ACa? ])zpx-
wA87|YK8* 3 "|A5>Vo
@d^MaXp_P 定义变量 ?J"Y4,{ {#+'T 13sx
|A H@W#7j 定义评价函数 (RMS Direction Spread) (<|1/^~= PJh97%7
25;`yB$ 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) /\pUA!G)BD `_{,4oi 9) 优化 c[?&;# feV 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 H_%ae'W t.7_7`bin~
_`9WNJiL \JF 2'm\M
sgB|2cj;j 优化结束后会弹出如下报告 0B5d $0 bWB&8&p
1| xKb(_l 在输出结果可以看到当前评价函数数值 G?+]BIiL c+<gc:#jy 10) 光线追迹与结果分析 wY7+E/ &Qv%~dvW 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 x=1Sbs w{ i32S(3se  8w3Wy<}y 2u}ns8wn 优化后透镜的面型如下: e" p5hpl 透镜渲染效果 2-wgbC5 \@j3/!=,n%
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