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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]&f+g}&w  
HwTb753  
本文您将会学到如下内容: #DK@&Gv  
 透镜基本参数输入; xl [3*K   
 优化变量与评价函数设定; l,j7I3&~%  
 优化; Q\.~cIw_AQ  
 照度分析; &#!5I;3EN  
..BIoSrj  
2. 操作流程 "TW%-67  
7\x7ySM  
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。 UhKC:<%  
"B`k  
dqF]kP,VG  
NG3!09eY  
2) 创建透镜 to9~l"n.s  
N{oi }i6  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens l;{n" F  
4<%(Y-_sF  
%oPW`r  
KnL-qc  
3) 输入透镜参数 t~vOm   
5cahbx1"  
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; $sF'Sr{)y  
dH]0 (aJ  
& Xh8j^p'  
Nr~9] S  
ivTx6-]  
将第二面的圆锥系数改为-1 \Af25Mcf:  
: jgvg$fd  
4) 创建LED光源 \ a}6NIo  
T}fH  
m@(8-_  
光源类型为Random plane ; )|52B;yZx  
光线数为10000; 9gWR djK:  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; UXs=7H".  
形状选为椭圆; Cu2eMUGt  
Evjvaa^  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ]IF QD  
半径选择60度 [Eq7!_ 3  
类型选择 Lambertian .>X 0 $#  
形状选择 Elliptical *:r6E  
/-C`*P=:u  
波长选择默认默认波长 fRcs@yZnS  
Power默认为1 watts x6n(BMr  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm Re[x$rw  
~ShoU m[  
[quT&E  
LED光源设定办法 W't?aj I|  
0\B31=N(  
1')_^]  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) lwVo%-  
bU3P; a(  
k vu SE  
波长设定,颜色选为绿色 T'W@fif  
5%6{ ePh{  
`d,v  
功率设定(在Power units选择Watts) {s{ bnU  
T A9Kg=_  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane `)aIFAW  
dvc=<!"'S  
hf`5NcnP  
创建平面探测器(plane) 39yp1  
4Ou5Vp&y  
Y[R;UJE`5  
*+UgrsRk  
6) 创建分析面 Iq?#kV9)  
NZQl#ZJH:  
P}re"<MD  
xb (Cd  
光线滤光器设置 uE=pq<  
} \?]uNH  
7) 执行光线追迹 =jWjUkm2  
IQ] tcSQl  
JFOXrRR=d  
`Ei:Z%@7C  
Hs#q 7  
A dL>?SG%  
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。 Pw|J([  
"Nh}_jO  
xV\mS+#  
8) 优化设定 DlF6tcoI  
YcdT/  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 2JR$  
@\?QZX(H  
x&d:V  
EHlkt,h*  
!WgVk7aP`  
定义变量
\2OjIEQQ  
2od 9Q=v~  
5`A^"}0  
定义评价函数 (RMS Direction Spread) 5~H}%W,P  
"yG*Kh7ur  
*Hed^[sO  
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) bKac?y~S_  
S&z8-D=8k  
9) 优化 )mh,F# "L  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 -;RW)n^n  
K0-AP $  
=&x u"V  
LG:Mksd8=4  
2&KM&NX~  
优化结束后会弹出如下报告 -esq]c%3  
jImw_Q  
/;V:<mekf  
在输出结果可以看到当前评价函数数值 ]`T*}$|  
t(r}jU=qw  
10) 光线追迹与结果分析 OqlP_^Zz7p  
=BVBCh  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
uK5 C-  
z3C@0v=u>  
w)Wg 8  
Q'R*a(pm  
优化后透镜的面型如下: vi~NfD@s  
透镜渲染效果
c^ W \0  
OTV$8{  
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