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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 tH-gaDj_ B"~U<6s0 本文您将会学到如下内容: i{<8
hLO 透镜基本参数输入; b cC\ 优化变量与评价函数设定; "AT&!t[J 优化; YH6snC$u 照度分析; cNdu.c[@
]a78tTi 2. 操作流程 slu$2-H ceqFQ 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。 fy9uLl}h
=Ov9Kf
^it4z gx@ 'g. :MQ8 2) 创建透镜 Bfbl#ZkyL .?A'6 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens q A.+U:I8 gBMta+<fE~
jjxIS #o"tMh!f 3) 输入透镜参数 ]a8eDy %rFP#L 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; wh9L(0 |p;4dL
Tsu\oJ[ !&Z*yH
:RPVT,O} 将第二面的圆锥系数改为-1 [.M B<A:_'g 4) 创建LED光源 7^HpVcSM yU> T8oFh
yxqTm%?y 光源类型为Random plane ; QT_Srw@ 光线数为10000; $H4=QVj6 LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; pH^ z 形状选为椭圆; {>S4#^@} #U\$@4D 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ,Ak ^nX 半径选择60度 C:Vv!u 类型选择 Lambertian P1$f}K} 形状选择 Elliptical fH&zR#T7U4 *`%4loW 波长选择默认默认波长 61G|?Aax Power默认为1 watts !!9{U%s 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ZHz^S)o\[s YRXK@'[=
*}7U`Aa LED光源设定办法 *jGPGnSo CK=ARh#|
R3cg2H LED光源的发光强度(极化角和方位角) (s&ORoVGn D$ ej+s7
{Wh BoD 波长设定,颜色选为绿色 2,+d|1(4o iW'_R{)T
}N@n{bu+ 功率设定(在Power units选择Watts) QJQJR/g $-Cy 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane _n7%df rj}(muM,R
FbmsN)mv!% 创建平面探测器(plane) WBa /IM _$!`VA%
*aI~W^N3 J, r Xx: 6) 创建分析面 ]/a
g*F }H5/3be
_;#9!"&
_nP)uU$ 光线滤光器设置 {b[tA,
> ,^HS`!s[ E 7) 执行光线追迹 yYg .3( ;9};
#.o0mguU \d:h$
@FU~1u3d A4}#U=3tI 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|k@MfA h>| g2h kwOeHdV^ 8) 优化设定
A=0@UqM ?/)lnj)e{ 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 j"i#R1T 1c/
X
YlrB@mE0n$ 2p+C%"n>
^:+Rg}]W^ 定义变量 Rh[Ib m56 VJ*\pM@no
86y%=! bS 定义评价函数 (RMS Direction Spread) &/iFnYVhy 22|"K**3J|
? -CV
%l 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) *<UGgnmLE .N!{ U 9) 优化 UTvs
|[ 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 VE*j*U
j uS&LG#a
Hk~k@Wft Hxn<(gd
G
+O4( a. 优化结束后会弹出如下报告 7pP+5&* \1]rlzXGUT
y~dB5/ 在输出结果可以看到当前评价函数数值 h07eEg "9%qbMB 10) 光线追迹与结果分析 Fh^ox"3c X5 j=C] 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 =!<^^6LZ -<PC"B  )d:K:YXt 0d";Hh: 优化后透镜的面型如下: X>{p}vtvf> 透镜渲染效果 qF'~F`6 0 7\02f
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