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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 ]5D?Sc#- K'N`rx.7 本文您将会学到如下内容: 'LIJpk3J 透镜基本参数输入; >69xl^Gd 优化变量与评价函数设定; }_}C ^ 优化; Uj}iMw, 照度分析; Z[KXDQn8 ~$w-I\Q! 2. 操作流程 c_a*{L|c bnLvJ]i) 1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 hf P}+on% ch,<4E/c[R
O?NAbxkp LoUi Yf 2) 创建透镜 +jzpB*@ yNdtq\h 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens LKY4rY!|@d %YefTk8cr,
HB`u@9le rFZB6A<(] 3) 输入透镜参数 8m1@l$ 20;M-Wx 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; 95^w" [}4Q %stZ'IX
rP,i,1Ar 4 qQ%zSJ?
2?rg&og6 将第二面的圆锥系数改为-1 \tLJ( <8 By6C+)up 4) 创建LED光源 VcIsAK".4[ g"]%5Ow1
YFOK%7K 光源类型为Random plane ; N!m-gymmF 光线数为10000; eSoOJ[&$ LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; sLzcTGa2:z 形状选为椭圆; wlBdA ~;#J&V@D 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. z~+_sTu 半径选择60度 QsI#Ae,O#; 类型选择 Lambertian U#1T
HO` 形状选择 Elliptical 6'395x_.\ qdm5dQ (c 波长选择默认默认波长 <M=U @ Power默认为1 watts 3G8BYP 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 4JFi|oK0H q%
)Y
d
/&aC#'B LED光源设定办法 =| S8.|r+ z,}1K!
8qp!S1Qnv LED光源的发光强度(极化角和方位角) h1G]w/.ws hE-`N,i}
A2qus$ 波长设定,颜色选为绿色 *fW&-ic a)PBC{I
FIlw 功率设定(在Power units选择Watts) UtG@0(6C @)m[:n 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane <|k!wfHL <<LmO-92
+|r;t 创建平面探测器(plane) W!.UMmw` HD ?z
mJ<rzX NwD*EuPF : 6) 创建分析面 [=u8$5/a >},O_qx
IJx dbuKg
.}kUD]pW 光线滤光器设置 }lML..((1 u9"b,].b 7) 执行光线追迹 sn2SDHY 5&v'aiWK
EK_NN<So# G%;XJsFGp
X|L.fB= HB {w: 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。 5|NM]8^^0[ 6#7f^uIK C"k8M\RW? 8) 优化设定 Dd<gYPC 99G/(Z} 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 pnca+d y&t&'l/m
Sq %BfP)a( !w]!\H
s) u{A 定义变量 :IV4]` [WXtR
k )Z? 定义评价函数 (RMS Direction Spread) ($7>\"+Tl 5oGnPF
|Q`}a % 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) YNn,{Xi SEr\ u# 9) 优化 {F6hx9? 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 0?BT* {Mp>+e@xx
+>KWYPH g}{Rk>k
8? W\kf$ 优化结束后会弹出如下报告 1m|Oi%i4 T mH#
#~I%qa"_pa 在输出结果可以看到当前评价函数数值 D*Siy; u Y V= 10) 光线追迹与结果分析 %((F}9_6 (:,N?bg 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 1& YcCN\k ;EW]R9HCH  \ s`'3y +I/7eIG?| 优化后透镜的面型如下: SY`NZJK 透镜渲染效果 $Etf'. (+4gq6b
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