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infotek 2023-03-01 08:33

FRED应用:准直透镜模拟与优化

1. 摘要 S#?2E8  
6#!CBY^{  
本文您将会学到如下内容: 5l 3PAG  
 透镜基本参数输入; ^9:`D@Z+  
 优化变量与评价函数设定; ao"2kqa)r  
 优化; U/^#nU.,  
 照度分析; 3ie k >'T  
(u} /( Ux  
2. 操作流程 uVCH<6Cp  
oV0T   
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。 XFvl  
BEvY&3%l  
dN)8r  
9`*Eeb>  
2) 创建透镜 jD6HCIjd'  
BZ1wE1t  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens wlJi_)!  
ds9 'k.  
M|mfkIk0MB  
e ,/]]E/o  
3) 输入透镜参数 CqlxE/|  
l|?tqCT ^h  
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; \&hq$  
"!V`_ S;  
R ~kO5jpW  
jts0ZFHc-  
H.ksI;,  
将第二面的圆锥系数改为-1 t{jY@J T|  
:LY.C<8  
4) 创建LED光源 L)J1yw  
u9OY Jo  
?J2A1iuq3  
光源类型为Random plane ; 4d5c ]%  
光线数为10000; fq6Obh=A#  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; `}l%61n0  
形状选为椭圆; =wdh# {  
!q\=e@j-i  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. {MUiK 5:  
半径选择60度 CF{b Yf^%  
类型选择 Lambertian ]yf?i350  
形状选择 Elliptical :^3) [.m  
'NhQBk  
波长选择默认默认波长 w Wb>V&3  
Power默认为1 watts $lJcC |*  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm `xLsD}32  
9f( X7kt  
i *.Y  
LED光源设定办法 MONX&$  
\mc0fY  
f47]gtB-  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) Q:(mK* _  
iAu/ t  
?[Lk]A&"L2  
波长设定,颜色选为绿色 d^aVP  
o{sv<$  
&L+uu',M0c  
功率设定(在Power units选择Watts) 1RYrUg"s"  
\N*([{X  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane "=Br&FN{|  
2F:qaz  
7EE{*}?0E  
创建平面探测器(plane) U"k$qZ[  
P"_/P8  
smf"F\W s  
V%oZT>T3  
6) 创建分析面 p"ytt|H  
A9MM^j V8  
k."p&  
{|?^@  
光线滤光器设置 .xsfq*3e5  
Jp=fLo 9  
7) 执行光线追迹 b"h'7C/  
Gaix6@X6'  
9=>fx  
1|MRXK  
5daq}hsQs  
3PNdc}h&#  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 )!"fUz$  
al9wNtMT  
~5N}P>4 *  
8) 优化设定 WA`A/`taT  
M|*YeVs9#  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ]3_b3@k  
8q[; 0  
dht0PZdx?  
nq M7Is  
}D#: NlMp  
定义变量
1r;zA<<%R  
_ %nz-I  
F` U~(>u'  
定义评价函数 (RMS Direction Spread) HuevDy4  
$v0,)ALi  
VzP az\e  
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 6zi>Q?] 1  
')"+ a^c  
9) 优化 <Y]LY_(  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 G!q[NRu  
ue_wuZi  
mJSfn"b}K  
UkL1h7}a\  
ax&?Z5%a  
优化结束后会弹出如下报告 |b   
ETp?RWXX  
xlI =)ak{  
在输出结果可以看到当前评价函数数值 cM#rus?)+  
BQ-x#[ %s  
10) 光线追迹与结果分析 F$7!j$ Z  
yb`PMjj15  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
V(7,N(  
QZzamT)"  
jeC=s~  
f"ezmZI  
优化后透镜的面型如下: kBo:)Vej4  
透镜渲染效果
NAR6q{c  
AC,RS 7  
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