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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 z1~U# YC~kq? 本文您将会学到如下内容: p@xK`=Urb 透镜基本参数输入; Tq.%_/@M< 优化变量与评价函数设定; TH}+'m 优化; m4T`Tg#P 照度分析; h@?BA<'S )N&v.w 2. 操作流程 /`VtW$9- le`_ 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。 Ed~2Qr\65 !;C *Wsp}
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ec Vt,"5c 2) 创建透镜 %8GY`T:^ u%Yr&u 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ma M8:\ VlFDMw.4.+
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+v SA$1rqU= 3) 输入透镜参数 cS1BB#N0 NCysYmt 两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; ~v<,6BS<$Z \=/^H
s*j0uAq)up _-I 0f##.
(Sg52zv 将第二面的圆锥系数改为-1 ]LhNP}c I806I@ix 4) 创建LED光源 Q:B : q[SUYb;,
Dy@f21+ 光源类型为Random plane ; :3Z"Qk$uR 光线数为10000; SW%d'1ya LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; bP 2IX 形状选为椭圆; L~jKx)S% f[/E $r99J 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. COK7 i^ 半径选择60度 UujFZg[-P9 类型选择 Lambertian Qy @r& 形状选择 Elliptical ,2%> e"% uNYHEs6%T$ 波长选择默认默认波长 Y<S,Xr;J: Power默认为1 watts /\KB*dX 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm A%s"WSx, r`L$[C5I
i.Qy0 LED光源设定办法 {
O*maE" HJ*W3Mg
~WJEH# LED光源的发光强度(极化角和方位角) jibrSz ukr
a)>Y[|
/*lSpsBn 波长设定,颜色选为绿色 t$Z#zxX &4yI]
Q[y75 [ 功率设定(在Power units选择Watts) g<Sa{<0 ,g$N 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane U:E:" :R<n{%~
Rd5r~iT 创建平面探测器(plane) #$Z|)i]w Z;W`deA
!58-3F%P -<i&`*zG 6) 创建分析面 $N=A, S ![iAALPNl
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cV5Lp4wY? 光线滤光器设置 :(Feg 2c XH0R:+s 7) 执行光线追迹 2Fce| Tn vpUS(ztvs
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-iS\3P. 8+uwzBNZ: 可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 1k\1U M*E4:A9_M XWbe|K!e 8) 优化设定 #:3E.= .Lp0_R@ 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Vcl"qz@Fj l0b Y
Y=4 ,d4uu y8wOJZ<K
]5' 定义变量 {JzX`Z30l &S<tX]v
WFg'G>* 定义评价函数 (RMS Direction Spread) ~^IS{1 PS@`
=Z
#Qy*zU#9 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) O.1Z3~r-N vu YH+ 9) 优化 >)U 7$<&b 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 >OwVNG ts%@1Y?
7Z"mVh} M\8FjJ>9
>u~ [{(d , 优化结束后会弹出如下报告 Cfb/f]*M *n2Q_o
z(3mhMJY 在输出结果可以看到当前评价函数数值 EH] 5ZZ[Z sN7I~ 10) 光线追迹与结果分析 =6q?XOM Y1Bj++?2 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 7vcYI#(2
Y )AqM?FE4R  /%rbXrR4w Nd#t != 优化后透镜的面型如下: Yk:fV &] 透镜渲染效果 jfS?#;T) ||}|=Sz
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