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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 8Czy<}S<G W8j)2nKD 本文您将会学到如下内容: euO!+9p 透镜基本参数输入; %pmowo~{ 优化变量与评价函数设定; Q6Z%T.1 优化; qt5CoxeJ 照度分析; dg/OjiD[P 'NF_!D 2. 操作流程 {7&(2Z]z K*Y.mM) 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。 ,@ A1eX} `An`"$z
B`)o?GcVN /%Lj$]S7[4 2) 创建透镜 Z.+-MN WV 09<O b[%h 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens |LA./%U ~TCz1UWV
kxt@t# p_S8m|% 3) 输入透镜参数 v#
ab2 WbC|2! 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; mMm_=cfv BuMBnbT
pASNiH698 J<Di2b+
h')@NnFP1 将第二面的圆锥系数改为-1 wvsKnYKX mh;<lW\K/Z 4) 创建LED光源 8X`iMFa.P 4VINu9\V
Iih~W& 光源类型为Random plane ; YKq, `7"% 光线数为10000; v
0mc1g+9 LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; P.mz$M 形状选为椭圆; ,-^Grmr4M o5KpiibFM 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 1P(rgn:8e 半径选择60度 ;Ut0tm 类型选择 Lambertian |SC^H56+ 形状选择 Elliptical r#
MJ S05+G}[$ 波长选择默认默认波长 rlr)n\R# Power默认为1 watts ScU?T<u:i 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 0FmYM@Wc T!e]=
U8L%=/N>B LED光源设定办法 "mc/fp PPO*&=!]
J'9hzag LED光源的发光强度(极化角和方位角) v'uWmL7C hN*,]Z{
Xdj` $/RI 波长设定,颜色选为绿色 P F#+G;q; O@r%G0Jge
x!GHUz*:uz 功率设定(在Power units选择Watts) o-\ K] .&dW?HS 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane xo2PxUO !'uL
eS(\E0%QI 创建平面探测器(plane) p2 u*{k{ 7YT%.ID
@NlE2s6a :U_k*9z}= 6) 创建分析面 8A/"ia 6Mu_9UAl`
i"mN0%
Rd~-.&
光线滤光器设置 |PR8P!' F#_JcEE 7) 执行光线追迹 u;p.:{' FJo?~
7(cRm$)L L+,p#w
[4L[.N@ |O3wAxc3W 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。 !J`>;& :YaEMQJ^ &R+/Ie#0dz 8) 优化设定 .vsrZ_y? \6o%gpUkD 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 x"xl3dRu D^qto{!
V45A>#?U Vb^P{F
eV:I ::: 定义变量 &?N1-?BjM R-8>,
V4I5PPz~ 定义评价函数 (RMS Direction Spread) "(bnr0
UhKC:<%
0#1hkJ" 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) }ie O ~D# -i >Z 9) 优化
v?Dc3 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ~[n]la \fC)]QZ
,:6gp3 #dyz
j9Qd
45 优化结束后会弹出如下报告 m? 3! S,ZlS<Z#
#r5IwyL 在输出结果可以看到当前评价函数数值 JX4uH>6 qe. Qjq 10) 光线追迹与结果分析 ^h wF= #snwRW>=[ 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 $sF'Sr{)y ogD 8qrZ6J  *}fs@"S
O^|:q 优化后透镜的面型如下: J,N='~kfh 透镜渲染效果 'T=$Q%Qv MnToL@
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