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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 Evy_I+l wpK[; 本文您将会学到如下内容: $MYAYj9r) 透镜基本参数输入; (/^dyG|X' 优化变量与评价函数设定; LUfo@R 优化; k"pN 照度分析; `#c36 o
@(.4+2m 2. 操作流程 G]k+0&X sD{d8s[( 1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 4SNDKFw k8S`44vj
m+ =L}[ ^$x1~}D 2) 创建透镜 -A(]U"@n 2SRmh!hr 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens <HXzcWQ$ K4vOy_wT
bqcwZ6r< *Kmo1>^ 3) 输入透镜参数 Zk<Y+! {osadXdC 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; EHF
dQ0gIa 4sM9~zC5
ZO*?02c 5}|bDJ$% _
*Q!I^]CR 将第二面的圆锥系数改为-1 iL8:I)z & oj$h 4) 创建LED光源 )n{9*{Ch NhRKP"<CO
1`F25DhhY 光源类型为Random plane ; iNG =x 光线数为10000; )=Ens=>Z LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; d8N4@3 CkL 形状选为椭圆; #``Alh8 |TQa= 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. K0^Tg+U($p 半径选择60度 rvRIKc|}l 类型选择 Lambertian #%{x*y:Ms 形状选择 Elliptical P ,*yuF|bk w1:%P36H 波长选择默认默认波长 !D~\uW1b Power默认为1 watts ,#8H9<O9t 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm LjY@b jm&PGZ#n=R
3!Ca b/T LED光源设定办法 q!whWA CQh6;[\:
TFYp=xK( LED光源的发光强度(极化角和方位角) m.&"D>
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CJf4b:SY@
J"?jaa2~ 波长设定,颜色选为绿色 ,ek0)z. 6>F1!Q
(AswV7aGe 功率设定(在Power units选择Watts) 'da$i ey ?paT 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane iL;{]A'0 ?(E?oJ)(
^KjxQO6y3 创建平面探测器(plane) Y8Z-m (OQ nna boD
m?O"LGBB= e?\34F 6) 创建分析面 ,.TwM;w= =g<Y[Fi2
I!Uj~jV
n{E9p3i 光线滤光器设置 CooOBk [5wU0~>' 7) 执行光线追迹 sV-UY!
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<~P([5 =0mXTY1
R/ 3#(5 mExJ--} 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。 ea6`%,lF~ T~)zgu%q_ VNHt ]Ewj 8) 优化设定 `(VVb@:o L]3gHq 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Vh8RVFi;c '$Fu3%ft
"fWm{; 0uhIJc'2
;`rz ]7,* 定义变量 KJCi4O& 2hFOwI
]X<L~s_* 定义评价函数 (RMS Direction Spread) L,*# zD):
yEc
Na{&aqdz 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) dZ"d`M>o6 W0s3nio 9) 优化 +Q&CIo 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 0&2eiMKG?n a.B<W9$`
Ahrtl6@AS U'Fc\M5l/l
jU_#-<'r 优化结束后会弹出如下报告 mcLxX'c6<h MVZ9x%
HRW}Yl 在输出结果可以看到当前评价函数数值
!AFii:# A=l1_8,`h 10) 光线追迹与结果分析 GdtR /1 AS]jJc^ 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 %tZ[wwt ( Y)a`[B  pb}4{]sI ~_W>ND 优化后透镜的面型如下: <hzuPi@ 透镜渲染效果 T8\%+3e. CpdQ]Ai[
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