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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 >O\+9T@  
9s"st\u 4  
本文您将会学到如下内容: F^gTID  
 透镜基本参数输入; )7*'r@  
 优化变量与评价函数设定; Dq<la+VlO  
 优化; + kMj|()>\  
 照度分析; )=Z;H"_  
S&}7XjY  
2. 操作流程 R)66qRf  
 C^"zU>W_  
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。 $"vz>SuB  
3l<qcKKc  
3FR(gr$X  
c7r( &h  
2) 创建透镜 jl P*RX  
TMMKRC1<  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens q2E{o)9  
'UsR/h5T  
yo#r^iAr  
AT1cN1:4?  
3) 输入透镜参数 b 5|*p(7[  
D-/6RVq0m  
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; b y>%}#M  
C<J*C0vQO  
ht2Fi e  
C!^A\T7p  
Sn*s@RE\s  
将第二面的圆锥系数改为-1 #4m5 I="  
g,\kLTg  
4) 创建LED光源 rtS cQ  
FXBmatBck  
<CVX[R]U  
光源类型为Random plane ; yb',nGl~  
光线数为10000; 5&s6(?,Eu  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; jz<}9Kze  
形状选为椭圆; +=J $:/&U  
Xq$-&~   
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. twr{jdY9  
半径选择60度 ~Yd[&vpQ  
类型选择 Lambertian hOB<6Tm[  
形状选择 Elliptical nZB ~l=  
<}WSYK,zUY  
波长选择默认默认波长 myA;Y  
Power默认为1 watts G K~A,Miqk  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm v>LK+|U  
S} UYkns*  
W\>O$IX^e  
LED光源设定办法 tM"vIz 05  
/}@F q  
]z'L1vQl7  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) ;t+p2i  
: 2%eh  
c-hc.i}!  
波长设定,颜色选为绿色 ouCh2Y/_  
^rfR<Q`  
~:JAWs$\V  
功率设定(在Power units选择Watts) !LH;K  
*N$XQ{o  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 4C?{p%3c  
R8[VD iM6E  
Mi.2 >  
创建平面探测器(plane) oA5Qk3b:  
T2rwK2  
sd\}M{U  
d"n>Q Tn\  
6) 创建分析面 sP^:*B0  
_XZK2Q[  
nq?+b >//  
O;4S<N  
光线滤光器设置 !y_L~81?  
7Z2D}O +  
7) 执行光线追迹 Ru`afjc  
!PoyM[Z"f  
QswPga(-  
Gs"lmX-{$j  
1 0zM8<bl  
7a9">:~  
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。 9K}DmS  
vVtkB$]L  
KLM6#6`  
8) 优化设定 kq=Htbv7  
4'D^>z!c  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 'KmM %tN  
Lfx a^0  
by9UwM=gp  
GjEV]hqR  
z}J~X%}e  
定义变量
xb[yy}>"L  
I;jH'._k#  
uD{-a$6z  
定义评价函数 (RMS Direction Spread) < k(n%  
~L&z? 'V  
A?HDY_u  
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) =UO7!vr;[  
@}UOm- M  
9) 优化 x!I@cP#O  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ZWyf.VJ  
rYPuo  
|7|'J Ty  
GKg #nXS  
fR;[??NH  
优化结束后会弹出如下报告 _@\-`>J  
>Heuf"V  
S~ckIN]  
在输出结果可以看到当前评价函数数值 |C./gdq  
zLr:zfl  
10) 光线追迹与结果分析 l{rHXST|  
/FXb,)1t  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
vKoQ!7g  
-;Mh|!yg  
0p3) t  
uAYDX<Ja9  
优化后透镜的面型如下: s;<]gaonB_  
透镜渲染效果
zwUZ*Se  
/3 L4K  
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