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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 }'/`2!lY #Av.iAs 本文您将会学到如下内容: /fT+^& 透镜基本参数输入; &c%g 优化变量与评价函数设定; *2Ht& 优化; [tA;l+Q\& 照度分析; [P7N{l=I 9Z'8!$LYg 2. 操作流程 ``e$AS Pgus42f% 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。 EC8b=B<DE y2vUthRwo
<l9-;2L4 :WL'cJ9a 2) 创建透镜 a|=x5`h04~ fUQ6Z,9 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 3?Pn6J{O !0C^TCuG
/&{$ pM|? $3uKw!z 3) 输入透镜参数 k]HEhY (tGY%oT" 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; ez!C? 5
Ho^N1q
A\#P*+k 0 ]U7KLUY>:
H4!+q:< 将第二面的圆锥系数改为-1 'hv k L^4-5`gj 4) 创建LED光源
n>`as deixy.
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>P $;79< 光源类型为Random plane ; X'% ;B 光线数为10000; Cp]"1%M, LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; adi[-L# 形状选为椭圆; Y.U[wL> FH%GIi 在光线方向上选择Random Direction into an angular range.
\$OF1i@ 半径选择60度 zyg
}F 类型选择 Lambertian b2=0}~LK 形状选择 Elliptical { e5/+W ,qrQ"r9 波长选择默认默认波长 9Xo[(h)5d Power默认为1 watts -,{-bi 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ^ Dt#$Z Z)xaJGbw
,SiY;(b=\ LED光源设定办法 ~~,rp) ) ZzBQe
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6^l `6:p LED光源的发光强度(极化角和方位角) C2w2252T &0 BdUU+:<
.eO?Z^ 波长设定,颜色选为绿色 wL^%w9q- pdEiqLhH
fiN3xP]V
功率设定(在Power units选择Watts) g@Qgxsyk> [e4]"v`N 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane )&<=.q iTg; 7~1pY
1#4PG'H 创建平面探测器(plane) {Pu\?Cq .ol'.t,S
Z0>DNmH* 4~OQhiJ 6) 创建分析面 hw~a:kD lM[XS4/TRa
h}Wdh1.M3
zn@N'R/ 光线滤光器设置 3u\;j; Td! k%op>
& 7) 执行光线追迹 ;eZ#b jw-d ZB[Qs
K!mOr AisN@
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B5|D? 7RvUH-S[ 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。 6 Ik,zQL DK&h
eVIoZ Y}D onF 8) 优化设定 @v*/R%rv t )*d W=r/$V 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Wi}FY }f `ZaT}#Y
{A o,t+j <_./SC
tB'V 定义变量 cubk]~VD nB ". '=
*AIEl"29 定义评价函数 (RMS Direction Spread) =)OC|?9C\ l#wdpD a{
do
^RF<G 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) <[/%{sUNC }p9F#gr 9) 优化 J%]D%2vnk` 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 #9LzY
d'9:$!oz
9(!]NNf! il:nXpM!
2n`Lg4=
优化结束后会弹出如下报告 Sb:T*N0gS )hj|{h7
bxXiQa 在输出结果可以看到当前评价函数数值 (HN4g;{ s2v(=
10) 光线追迹与结果分析 '7im W:QwHZ2O 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 vVs#^"-nW 0D(cXzQP  )J3kxmlzQ Ld|V^9h1; 优化后透镜的面型如下: ~tGCLf]c\ 透镜渲染效果 u; TvS
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