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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 wlS/(:02 DIC*{aBf 本文您将会学到如下内容: $7x2TiAL 透镜基本参数输入; -f+#j=FX 优化变量与评价函数设定; YT\`R 优化; R9XU 7_3B 照度分析; 7J'%;sH ^Q/*on;A,/ 2. 操作流程 XT7m3M KC/O
EJ` 1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 Ge^`f<f 1IXtu JZ5k3#@e HD j6E" 2) 创建透镜 hnj\|6L Y_Yf'z1>[ 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens @]3\*&R} NxP(&M( 5pQpzn= 2Tp2{"sB>A 3) 输入透镜参数 i|:!I)(lh Z#[?~P 两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; \"lz,bT Lqgrt]L_" !=0h*=NOYt H:fKv7XL XKp&GE@Y 将第二面的圆锥系数改为-1 \}Q=q$) f"6W ;b2L. 4) 创建LED光源 ww2mL
<B pMfb(D" u`MMK4 % 光源类型为Random plane ; <jh4P!\&j 光线数为10000; vsGKCrLwh LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; nY'V,v[F 形状选为椭圆; = oAS(7o (7 I|lf
e 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. F8pA)!AH 半径选择60度 yw1&I^7 类型选择 Lambertian b:==:d:0s 形状选择 Elliptical R)NSJ-A!2 t. P@Ba^ 波长选择默认默认波长 lQ8hY$
Power默认为1 watts O8]e(i 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm `/O`%6,f1! Z?)g'n abo=v<mR LED光源设定办法 ;V,L_"/X oe<i\uX8z Xa[k=qFo LED光源的发光强度(极化角和方位角) IeYYG^V<A WZQ2Mi<&1' bzr2Zj{4 波长设定,颜色选为绿色 v[dUUR f { 'b;lA]0 t2[/eM.G 功率设定(在Power units选择Watts) z33UER" q
G%Y & P 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 4H{t6t@-: PR8nJts W5 {&5lZ<nu8A 创建平面探测器(plane) gd;!1GNi] wGyVmC \jfK']P/H ~I||"$R 6) 创建分析面 ucN'
zq *yBVZD|?H mnm
ZO} ,Lig6Z` 光线滤光器设置 u)oAQ<w L
FWp}#% 7) 执行光线追迹 J(]|)?x2 8~Cmn% K(;qd Ir )Zq'r L< [qc1
V%g |] 7c&` 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。 0'o[2, 8iIp[9~= D{(}&8a9 8) 优化设定 #/oH #/? T}fo 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 :\^b6"}8 A5nggg4 Ark]>4x> Fm`*j/rq | 6{JINW 定义变量 Fb{N>*l. `2f/4]fY $hm[x$$ 定义评价函数 (RMS Direction Spread) 7_\G|Zd NBk0P*SI "xlR>M6e 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) Ul8HWk[6Iw 5}%R 9) 优化 9&sb,^4 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 z|pt)Xl xJ>5 ol i:s= wV )\M]@ in>+D|q
c 优化结束后会弹出如下报告 )U~|QdZ <|r|s #Th)^Is 在输出结果可以看到当前评价函数数值 y8YsS4E^Q qA>#;UTp 10) 光线追迹与结果分析 8dR `T} }+@!c%TCx~ 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 /9br &s$B w"{DLN[Qw NtM>`5{? gvI!Ice# 优化后透镜的面型如下: p7QZn.,=u 透镜渲染效果 &g;!n&d zP qur2t8gnxq
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