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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 }(}vlL ,k' 6<Hw 本文您将会学到如下内容: |RXC;zt9s 透镜基本参数输入; >Mw =}g@P 优化变量与评价函数设定; 8&hn$~ate 优化; W%Q>< 'c 照度分析; TiEJyd`P _?LI0iIFx 2. 操作流程 0%j;yzQ< Qh%vh;|^ 1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 Jn&>Z? @ D|3QLG
D ,^
U%<` 4tNgK[6M 2) 创建透镜 g]JI}O*5 B#n}y 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ` &7?+s wk/U"@lq
i.,B
0s]Z &`W,'qD$ 3) 输入透镜参数 vu >@_hv R$`T"C" 两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; Ll48)P{+}V B%;+8]
I65GUX#DV -bQvJ`iF
NO1]JpR 将第二面的圆锥系数改为-1 CMUphS-KE Py<vN! 4) 创建LED光源 t2<(by! xF0*q
{a%cU[q 光源类型为Random plane ; [C\?}.+v 光线数为10000; :7*\|2zA LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; <!$Cvx\U 形状选为椭圆;
rMloj8O* K?WqAVK 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ZH:X4! 半径选择60度 I!~Omr@P 类型选择 Lambertian a)b@en;v 形状选择 Elliptical
A(5?
ci JOk`emle 波长选择默认默认波长 V4D&&0&n Power默认为1 watts S_=u v)%a 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm a[De ](pD<FfS]'
E ..[F<5 LED光源设定办法 E"!*ASN Atw^C+"vW&
Rwk|cqr LED光源的发光强度(极化角和方位角) dRmTE _>l,%n
zvWQ&?&o2 波长设定,颜色选为绿色 G#>X~qk() 0Jrk(k!
.X9^ A,9 功率设定(在Power units选择Watts) ^,gKA\Wli .b"e`Bw_= 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane AF}HS8eYy Lb/_ULo6-V
ebchHnOd 创建平面探测器(plane) 3z<t# f#jAjzmYL
+TX]~k79Oq WUWQcJj 6) 创建分析面 }e$);A| '*:YC
K!X8KPo
DzEixE- 光线滤光器设置 |(N4x(xl i
F Ab"VA 7) 执行光线追迹 $H}Q"^rs jZGmTtx
8b/yT4f aSj$62G"
$f%_ 4 = x]:mc%4-Z 可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 G2rvi=8= k"6^gup(U LX8vVj8K 8) 优化设定 g8C+j6uR0 83h6>D b 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 t|//oEY _%x|,vo`(
n\QG-?%Pi )wC>Hq[mhW
3k=q>~&@ 定义变量 "371`!% JS4pJe\q
Z?~7#F~Z` 定义评价函数 (RMS Direction Spread) CyE.q^Wm UuN(+&oD-
J[9jNCq| 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) N%0Z>
G ?p5Eo{B 9) 优化 Yd@9P2C 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 -Iq#h)Q* *yB!^O
8!1o,=I$ 3vy5JTCz~
_onHe"%{ 优化结束后会弹出如下报告 <#c2Hg%jh S>6APQ-
REHfk6YE 在输出结果可以看到当前评价函数数值 %o5GD "zr%Q'Ky 10) 光线追迹与结果分析 VRD2e
,K JAgec` T% 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 &fW;;> &We'omq  B-o"Y'iXs xe
6x! 优化后透镜的面型如下: 4pF%G 透镜渲染效果 n] &fod r&^4L
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