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2023-03-01 08:33 |
FRED应用：准直透镜模拟与优化
1. 摘要 yjpz_<7a=
bNs[ O22
本文您将会学到如下内容： V6*? $o
透镜基本参数输入； Q|// Z
优化变量与评价函数设定； @p]UvqtB@
优化； =|V" #3$f
照度分析； VDn:SGj5
4J}3,+
2. 操作流程 M Yx88y
Hirr=a 3
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。 %zflx~
/7vE>mSY
 ccMd/
FG# nap{
2) 创建透镜 ^A#x<J+
8A4TAT4,
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens BS.=
+XQP jg
 3+ zzi
5rN7':(H!%
3) 输入透镜参数 mu>] 9Z W
r=\P! `{5
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； 3 ):?ZCw7y
UN( 3i(d
 O{ BW;Deo
Tzf$*Uje3
 >~wu3q
将第二面的圆锥系数改为-1 Gh iHA9.
K0 QH?F
4) 创建LED光源 Ays L-sqR
dk:xn X%
 Q@Dkl
F
光源类型为Random plane ; X+*<B(E
光线数为10000； #G~wE*VR$
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； tvCcyD%w
形状选为椭圆； f}blB?e
`#p< rfe
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. <M30 5BH
半径选择60度 23k)X"5
类型选择 Lambertian 5\3 swP_7
形状选择 Elliptical E4Z xv*
`GS cRhbh
波长选择默认默认波长 c dDY]"k
Power默认为1 watts K4Y' B
o4
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm xy vND
A$ J9U3+O
 *?p
^6vO
LED光源设定办法 R`
44'y|
0}D-KvjyP
 7?,7TR2Ny
LED光源的发光强度（极化角和方位角） <OIUyZS
iel-<(~
 Fr2kbQTg;
波长设定,颜色选为绿色 [\a:4vDAbi
]2PQ X4t 0
 M6&~LI.We=
功率设定（在Power units选择Watts） re/xs ~
.Nk}Z9L]k
5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane %fBP:5%K
r(]98a]o~
 v`
$%G
创建平面探测器(plane) PY2[ S[
}\DAg'e)
 OgQntj:%lN
o:H'r7N
6) 创建分析面 . Jptj
% uj[ `
 >T`zh^+5W
 PP],HB+*[
光线滤光器设置 D$QGL I9(
!ZX&r{pJp
7) 执行光线追迹 <o ~t$ TH
?THa5%8f
 `t%|.=R
[;*\P\Xih
 ftxTX3X
'frWu6]<
4
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。 k&yQ98H$K"
8>ESD}(
'^e0Ud,
8) 优化设定 A 0 S8Dh$
(v]P<3%
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 1>hb-OMX
h,]tQ#!s8
 lK "' n LL
$y8mK|3.3u
 JR] )xPI`
定义变量 PL9<*.U"=
0h^uOA; c
 cW=Qh-`jU;
定义评价函数 （RMS Direction Spread） 9z+vFk`
y2U/$%B)G
 P b0)HlLq
优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) DE5d]3B
p@vpd
9) 优化 ?0 HR(N(z!
注意：在优化之前，建议先保存原始文件 uijq@yo8-
JvKO $^
 j'\ >Nn+
d:A\<F
 dUI3erO
优化结束后会弹出如下报告 [|y`y%
o1
jk=
 NAJ '><2
在输出结果可以看到当前评价函数数值 < }<#W/
TViBCed40
10) 光线追迹与结果分析 4s[`yV
B. V?s,U
11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布  joxS+P5# f$Gr`d 
Ii|uGxEc
优化后透镜的面型如下： ~ &t!$
透镜渲染效果 I).=v{@9V<
&/ \O2Aw8
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