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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 #)S }z+I '5aA+XP| 本文您将会学到如下内容: Hs)] 透镜基本参数输入; oI-Fr0! 优化变量与评价函数设定; Mh`^-*c? 优化; |6d:k~p 照度分析; W^elzN(
0c>>:w20D 2. 操作流程 Lx-%y'P 6Y [&1c8 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。 q5g_5^csM{ q<\r}1Dm
^:?z7m R}Zaz3( Hd 2) 创建透镜 Y<;C>Rs
9y\nO)\Tv 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 05ZYOs } _dd_Z40R
ybJa: ~6#mVP5sU) 3) 输入透镜参数 fp||<B yHM29fEZk 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; '0 Ys`Qo 7h9oY<W
NH/jkt&F[ T\wOGaCW
4oF,;o+v\4 将第二面的圆锥系数改为-1 `*CoVx~fk ~@@t-QY 4) 创建LED光源 QPVr:+\B{ HV`u#hZ7C
w32F?78] 光源类型为Random plane ; 6Hc25NuQZ 光线数为10000; VFV8ik) LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ZHen: 形状选为椭圆; N+SA$wG >`30 ib 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. yq3"VFh3d 半径选择60度 /_fZ2$/ 类型选择 Lambertian
UDpI @ 形状选择 Elliptical tc;$7F ; ed,+Slg 波长选择默认默认波长 q&ed4{H< Power默认为1 watts JKmd'ZGw 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ~l+~MB rGH7S!\AM
zh !/24p9 LED光源设定办法 L%9yFg%u #oGvxc7
pfim*\' LED光源的发光强度(极化角和方位角) 'H1"z!] y^p%/p%
7;}TNK\+v 波长设定,颜色选为绿色 +&AU&2As r~;.8qs
Vfw +m1sS 功率设定(在Power units选择Watts) 0g#?'sD 4z|Yfvq 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane $AFiPH9 9DXu*}
,Ur~DXY 创建平面探测器(plane) gp'n'K] /` x|-9
A&'HlI%J ;LT#/t)}< 6) 创建分析面 of<>M4/g4y Pb D|7IM
r52,f%nlm
a-TsD}'X 光线滤光器设置 $0iN43WSQ ?yz} 7) 执行光线追迹 5Q72.4HH Q^V`%+
[laX~(ND{ b OmM~pD
;lWy?53=@ @p2dXJeR< 可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 'E8dkVlI M/sqOhg G@Zi3 5 8) 优化设定 s: q15" tbv6-)Hs 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 f{z%P I[ "/XS3sv"s
Iei4yDv ; <F.Ol/'h
v:T` D 定义变量 kAk,:a;P lB\j>.c
z06pX$Q.< 定义评价函数 (RMS Direction Spread) 2Nl("e^kJr S(-=I!.G{
?R{?Qv 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) R;V(D3 cwC,VYVl 9) 优化 |]\bgh 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 gZ!(&u }w]xC
'}YXpB S@"=,Xj M
gS|xicq! 优化结束后会弹出如下报告 ti#sh{t =L
wX+c
1k%ko? 在输出结果可以看到当前评价函数数值 O}f(h5!k _0j}(Q>|H# 10) 光线追迹与结果分析 Zz&i0r ~D=@4(f8| 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 &lS0"`J= eB@i)w?@o  I2DmM"-| I~qiF%?d 优化后透镜的面型如下: imhq*f#A[ 透镜渲染效果
c _a$g Y-c~"#
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