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2023-03-01 08:33 |
FRED应用：准直透镜模拟与优化
1. 摘要 Y :!L
J# (AX6
本文您将会学到如下内容： 9hA`I tS
透镜基本参数输入； 7_I83$p'
优化变量与评价函数设定； iJzBd7
优化； e(t}$Q=
照度分析； d6J/)nl
>&(#p@ #
2. 操作流程 :*Wq%Y=
|n 26[=\B
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。 ]*=4>(F[
IbI0".o
 '`2KLO>!
E#J})cPzw
2) 创建透镜 fu5L)P^T
a:cci?cb
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ?9~^QRLT
pl]|yIZ
 XO
<0;9|
OH
t)z.
3) 输入透镜参数 Lk( ESV;r
gQeQy
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； ? Lg(,-:
*~^63Nx!
 %66="1z0@
*z~,|DQ(A
 0i*V ?
将第二面的圆锥系数改为-1 {+J{t\`
uBlPwb,V
4) 创建LED光源 ]X6<yzu&+l
Jq/itsg
 zZ%[SW&vC
光源类型为Random plane ; DB|1Sqjsn
光线数为10000； k'o[iKlu
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； PeJ#9hI~rQ
形状选为椭圆； #gC [L=01
J
p?XV<3Z
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. m4/qxm"Dx:
半径选择60度 @ VWED
类型选择 Lambertian "9caoPI0~
形状选择 Elliptical TE
Z%|5(]
JWb +
波长选择默认默认波长 &E&~9"^hQL
Power默认为1 watts gzs \C{4D
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ,U\ s89
a}y b~:TC
 c>LP}PGk
LED光源设定办法 EV PQe-
ve
d]X!
 <st <oR'
LED光源的发光强度（极化角和方位角） z8X7Y
>+SA
LzU'6ah';5
 ozRO:*51
波长设定,颜色选为绿色
vfkF@^D
YmC}q20;
 G n2{C%
功率设定（在Power units选择Watts） ( c s
lUu0AZQmG
5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane AX v
q~XE
DsMo_m/"1
 [BE_^d5&
创建平面探测器(plane) 2_wue49-l
F*KQhH7Gf
 (%B{=w}8
?, pwYT0g
6) 创建分析面 hju^x8
,=m
hL3up] pZ
 8Yq06o38C
 +@rFbsyJ.
光线滤光器设置 ZO%^r%~s
nq!=9r
7) 执行光线追迹 eke [{%L
HgY@M
 sx#O3*'>1
1X)#iY
 N?qETp -:
7z;2J;u`n
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。 NZ1B#PG,c
E>_Rsw *
b\"F6TF:
8) 优化设定 (u 7Lh>6%
6u"wgX]H
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ^Gd1 T
~<_#%R!
 9Kd=GL_
GN|"RuQ
 qArR5OJ
定义变量 Nr*l3Z>LD
XC I
 Iy_5k8 ]
定义评价函数 （RMS Direction Spread） &oMEz 0
9?\cm}^?
 Pn9".
优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) +t,b/ K(?]
C|]c#X2t3
9) 优化 HAH\ #WE
注意：在优化之前，建议先保存原始文件 oZ2: %
^KbR@Ah
 % f;v$rsZ
3f5YPf2u
 +k6`
tl~*
优化结束后会弹出如下报告 ,[
2N3iH
W"%n5)
 3rRIrrYO
在输出结果可以看到当前评价函数数值 }C @xl9S "
N #v[ YO`.
10) 光线追迹与结果分析 yq.@-]ytZ
+^9^)Ur|
11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布  +j: &_ :0@0muo 
c7+6[y DVE
优化后透镜的面型如下： ?sHZeWZ(
透镜渲染效果 #bt z94/~O
|4DN2P
|
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