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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 Ce`{M&NSWX Pf@8C{I 本文您将会学到如下内容: 6ng
.
= 透镜基本参数输入; <VgnrqF6: 优化变量与评价函数设定; K*CO%:,- 优化; jF-z? 照度分析; t;y>q 3G5i+9Nt.L 2. 操作流程 (* "R"Y H!oP!rzEo 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。 vco:6Ab$ Fwho.R-.
B6=8cf"i {!6!z, 2) 创建透镜 =
#ocp T7!a@ 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens /r}t ZJ+q<n_4}
D!)'c(b a.c2ScXG 3) 输入透镜参数 SDdK5@1O4o gD&%$&q 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; R.>/%o p,ZubRJ"
[/5>)HK} C {kW!|h&'
J/RUKhs/ 将第二面的圆锥系数改为-1 #2x\d b6);bX>e 4) 创建LED光源 $K;4=zN>t: f9OVylm
m}F1sRkdQ 光源类型为Random plane ; _|H]X+| 光线数为10000; sV3/8W13 LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; "o[\Aec: 形状选为椭圆; ;~/
^$rt|] 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. m,)Re8W- 半径选择60度 B.{0,bW?
类型选择 Lambertian "FG6R' 形状选择 Elliptical hQHV]xW T[ky7\ 波长选择默认默认波长 LH<--#K Power默认为1 watts 5#WZXhlc} 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm CEI#x~Oq B;?a. 81~
L`];i8=I LED光源设定办法 \N/T^, bumS>:
Xo]FOJ5 LED光源的发光强度(极化角和方位角) MZ% P(5 k]I<%
PksHq77 波长设定,颜色选为绿色 @8V8gV?zm bpKb<c
.@ 1\26< 功率设定(在Power units选择Watts) 8FbBv"LI,g Z$6W)~;, 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane kk^KaD4dA n;2W=N?y
-+O8v;aC' 创建平面探测器(plane) }ZR3 {?eD7xL:-
9) mJo( xr.fZMOh4 6) 创建分析面 IjNE1b$ Av+R~&h
m#'u;GP]k
~e'FPVDn 光线滤光器设置
W)j/[ LTFA2X&E= 7) 执行光线追迹 ^\Jg
{9a kj+AsQC,
)UN@|IX ]]9eUw=
se7_:0+w \s+<w3 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。 ^Z2%b> qmJFXnf Etn]e;z4 8) 优化设定 Rw Y)
O5 QeU>%qKT 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 [Zgy,j\\ }2JSa8
g[:5@fI#* KHdj#3<AR
&ec_jxF 定义变量 hb^e2@i;Oq >Li
~Og@
!"p,9 定义评价函数 (RMS Direction Spread) X @r5^A[9 l
^$$d8
21w<8:Vg 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) Gvj@?62 ?Yz.tg 9) 优化 vC+mC4~/( 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 jS|(g##4 ilpg()
v)rN]b] 7r*>?]y+
Lf7iOW9U3 优化结束后会弹出如下报告 :i?Z1x1` OJ]{FI
WET $H, 在输出结果可以看到当前评价函数数值 gY;N>Yq,C <6-(a;T!7 10) 光线追迹与结果分析 ~5]AXi'e~ `4Nc(aUr 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 WDgp(Av! 'KyT]OObS  1NJ*EzJ~? nLT]'B]$+ 优化后透镜的面型如下: 2NE/ZqREg 透镜渲染效果 z36ny o 8> O'_6Joj
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