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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 pRpBhm;iJ  
]7BvvQ  
本文您将会学到如下内容: UHkMn  
 透镜基本参数输入; =R|HV;9 h  
 优化变量与评价函数设定; }C?'BRX  
 优化; Tv=mgH=b  
 照度分析; P>D)7 V9Hh  
=BAr .m+"  
2. 操作流程 AKfDXy  
o[w:1q7  
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。 HM1Fz\Sf  
~jk|4`I?T  
ie95rZp  
m dg8,n  
2) 创建透镜 ()?(I?II  
4l'fCZhA}  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Lg.gfny[(t  
2MIi=c:oqK  
G j?t_Zln  
7Q9 w?y~c  
3) 输入透镜参数 MKk\ u9  
P3=G1=47U  
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; -@2iaQ(5a2  
|SSSH  
JFmC\  
lfgq=8d  
gZXi]m&  
将第二面的圆锥系数改为-1 8kIksy  
GL}]y -f  
4) 创建LED光源 3;9^  
O 8r|8]o  
^uc=f2=>,  
光源类型为Random plane ; R) h#Vc(  
光线数为10000; SKN`2hD  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; i1d'nxk6  
形状选为椭圆; Gb6'n$g  
&Z@o Q  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. N>`Aw^ _@&  
半径选择60度 t{9GVLZ  
类型选择 Lambertian vI >w e  
形状选择 Elliptical V f&zL Sgr  
h(dvZ= %  
波长选择默认默认波长 (%6P0*  
Power默认为1 watts %[TR^Th6  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 5C ]x!>kX  
;[DU%f  
!f [_+CD  
LED光源设定办法 'IQ0{&EI  
/{_:{G!Q0  
hn@08t G  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) q<|AZ2Ai  
.`eN8Dl1  
\}b%E'+_T  
波长设定,颜色选为绿色 UI0VtR]   
(w3YvG.  
W{+2/P  
功率设定(在Power units选择Watts) Yj49t_$b  
M6j y\<a  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane C&%_a~  
bI1N@=  
tyFzSrfc  
创建平面探测器(plane) XpHrt XD  
#;yZ  
1))8 A@,  
gwMNYMI  
6) 创建分析面  }my`K  
lL3U8}vn  
oMa6(3T?E  
T8$y[W-c  
光线滤光器设置 R-$!9mnr  
W${Ue#w77  
7) 执行光线追迹 }Sv:`9=  
W|mo5qrLS2  
TvbE2Q;/UL  
usF.bkTp  
gM:".Ee  
ON(kt3.h  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 y<Ot)fa$  
%h!B^{0  
(!WD1w   
8) 优化设定 Q;rX;p^W  
8d'0N  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 + ePS14G  
)SGq[B6@I  
eSq.GtI  
 \4fQMG  
/\n- P'}  
定义变量
3!]rmZ-W  
` Sz}`+E  
' `Hr}  
定义评价函数 (RMS Direction Spread) Q~Wqy~tS  
NzvXN1_%  
&6VnySE?  
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) :V||c5B+  
6'f;-2  
9) 优化 cvL;3jRo  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 J|73.&B  
K-Ef%a2#`  
S f# R0SA  
nxFBID  
f/?P514h  
优化结束后会弹出如下报告 M o|2}nf  
!4+<<(B=E  
RViAwTvY  
在输出结果可以看到当前评价函数数值 FS.L\MjV]U  
xAm6BB c  
10) 光线追迹与结果分析 C3g_! dUs  
)^hbsMhO  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
}jPSUdo  
N;%6:I./  
>vsqG=x  
!&E-}}<  
优化后透镜的面型如下: jL}v9$  
透镜渲染效果
aN3;`~{9  
Aos+dP5h,8  
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