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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 :Wg-@d HS\3)Ooj> 本文您将会学到如下内容: wY3|#P
CDV 透镜基本参数输入; YWRE&MQ_ 优化变量与评价函数设定; 0SMQDs5j 优化; i#RElH 照度分析; #~4{`]W6 4W!\4Va 2. 操作流程 kOAY@a d]CviQUq 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。 z$c&=Q ,rZn`9
cZe'!CQS }F{C= l2 2) 创建透镜 au~] 9^PRX 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens *Mwfod )WVItqQKV
\5Vp6^ tE]5@b,R 3) 输入透镜参数 x2C/L #9$V
08 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; )X~Pr?52? $N;"}Gz
$ZI~ 8rI~ 2cCWQ"_,
ADYx.8M|9i 将第二面的圆锥系数改为-1 4=Tpi` 5pRY&6So 4) 创建LED光源 >f\zCT%cf (Qk&g"I
3(!/["@7 光源类型为Random plane ; b JfD\ 光线数为10000; ^]$$)(jw LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; .3{[_iTM 形状选为椭圆; vpm ]9>1[ aKv[ 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. F!7f_m0= 半径选择60度 Opv1B2 类型选择 Lambertian pi`;I*f/ 形状选择 Elliptical (R_CUH e0f":Vct 波长选择默认默认波长 K??1,I Power默认为1 watts ,b<9?PM
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm \!^i;1h0c3 #)GW}U]X
f49"pTw7 LED光源设定办法 @Ex;9F,Q cz2,",+~
2)wAFO6u LED光源的发光强度(极化角和方位角) 4~O6$;!|~ =/6p#d*0
I"ca+4] 波长设定,颜色选为绿色 9>N\sOh XtCoX\da
=G(*gx 功率设定(在Power units选择Watts) LGIalf*7 >b>MKm>q 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane xC-BqVJ%_T {Q)dU-\
* [tc 创建平面探测器(plane) jCzGus!rM i{8]'fM
bE?'C h hG=k1T%= 6) 创建分析面 8N%z9b R'zu"I
U,PZMz`2j
h$70H ^r 光线滤光器设置 75ZH cTM$ZNin 7) 执行光线追迹 Y}ng_c q( IZJGb
)s7bJjT0=X AHwG<k
.eo~?u<j& t9.,/o, 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。 #+9rjq:v#] %y>+1hakkX wa!zv^;N* 8) 优化设定 wX ,h<\7 gmY/STN 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Q!yb16J dIk'pA^d
Z==!C=SBv Hle\ON
MM#i t=u 定义变量 jyiFM5& Z?17Pu'Dp
4QE=f(u;h 定义评价函数 (RMS Direction Spread) abBO93f^ 3cqQL!Gm
eIg+PuQD] 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) OUzR@$ cGNvEM(4AV 9) 优化 T"?Y5t`( 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 )CLf;@1 O~ 27/
G}VDEC oV9z(!X/
>SoO4i8 优化结束后会弹出如下报告 DzC Df@TB" C/G]v*MBQ
:&qhJtGo 在输出结果可以看到当前评价函数数值 CbOCk:,g5 yHNuU)Ft 10) 光线追迹与结果分析 O$qtq(Q% DtWx r 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 56DoO' w2{g,A|  Z~p!C/B Fu7M0X'p 优化后透镜的面型如下: '^iUx,,ZQ 透镜渲染效果 <~{du ?4n nO{ x^b <
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