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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 !>Ru= $9 bTN0 n 本文您将会学到如下内容: :ncR7:Z 透镜基本参数输入; cf
~TVa)M 优化变量与评价函数设定; Ko|p&-Z; 优化; BPkqC >w 照度分析; s@c.nT%BYL 3om4q2R 2. 操作流程 .8K ~ h o#ajBOJ 1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 (fJ.o-LQ 9?~K"+-SI
%SSBXWP >UUT9:,plA 2) 创建透镜 ;$= GrR 6EeK5XLf, 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ij/5m-{6) !tL&Ktoj
-<GSHckD @rT}V>2I 3) 输入透镜参数 |N/Wu9w$ +zup+=0e 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; n:P5m9T hy?e?^
v%%;Cp73 .]\+JTm
sF=8E8qa 将第二面的圆锥系数改为-1 'K0=FPB/@ D^%DYp 4) 创建LED光源 9/x_p;bI
7Odw{pc
9uL="z$\ 光源类型为Random plane ; mI$3[ #+ 光线数为10000; Q[M?LNE` LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; JG=U@I]
形状选为椭圆; ~>(
N<:N Ea7LPHE# 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. |GQFNrNx 半径选择60度 u3>Dvl@ 类型选择 Lambertian `vijd(a?v 形状选择 Elliptical qAF.i^ Z}
8m]I 波长选择默认默认波长 h5.>};"@' Power默认为1 watts
h'_@ 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm D`G ;kp cI Byv I-
ZrA
OX'>u9 LED光源设定办法 eT|"6WJ:{ ys3&$G
jPjFp35;zb LED光源的发光强度(极化角和方位角) 6UkX?I`> /4f4H?A -
5ma*&Q8+ 波长设定,颜色选为绿色 nd 5w|83
oq>8
?+WSYg0 功率设定(在Power units选择Watts) ny. YkN2 6,*o;<k[ 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane aNW!Y':*
@%5$x]^
^q uv`d 创建平面探测器(plane) YlY3C *:*Kdt`'G
\R0&*cnmo 7Qc
4Oz:t 6) 创建分析面 ;U^7]JO; ;3D[[*n9
r3hUa4^97
.<!Jhf$ 光线滤光器设置 ;DkX"X+ ftqi >^i 7) 执行光线追迹 LJ+fZ
N j0LA
YMSA[hm 8u401ddg
oA _,jsD4 %:P&!F\? 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。 ,MtN_V- ?G#T6$E8 m),3J4(q 8) 优化设定 E_aDkNT pV3o\bk! 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 RK*ZlD< zdwr5k
} h.]sF 5jpb`Axj#
,DHiM-v 定义变量 pm*6&, Gj.u/l
0 ;b%@_E 定义评价函数 (RMS Direction Spread) BtSl%(w X"KX_)GZD
&wlSOC')j 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) H'L~8> Sc<%$ Gd 9) 优化 O;NQJ$^bI 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 7yU<!p?( *
7ki$f!
A&$oiLc f2sv$#'
LM*#DLadk 优化结束后会弹出如下报告 v.08,P{b _$+lyea
a8#6}`|C? 在输出结果可以看到当前评价函数数值 *g}(qjl< RtrESwtR 10) 光线追迹与结果分析 9`/\|t|V wX3x.@!: 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 =%4vrY
` piRP2Lbm*  xwwy9:ze*l ?#8s=t 优化后透镜的面型如下: u0;FQr2 透镜渲染效果 D(MolsKc? :E ISms
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