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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 gP>pbW_ > TYDkEs0 本文您将会学到如下内容: 2/3yW.C 透镜基本参数输入; 4b<|jVl\ 优化变量与评价函数设定; M6wH$!zRa 优化; >lIzeEW# 照度分析; /Xi21W/ / =9Y(v 2. 操作流程 #?)6^uTW ;bwBd:Y 1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 y A5h^I g;Ugr8
M4Cb(QAVP QtfL'su: 2) 创建透镜 4A+g-{d b'pwRKpx 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens X>$Wf3 g#(+:^3'
]sEuh~F 4L>8RiiQE; 3) 输入透镜参数 ;?q(8^A 8s22VL 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; ObM/~{rKx 'A|c\sy
0d2RB^"i <Y6Vfee,&
NK|U:p2H 将第二面的圆锥系数改为-1 |6^a[x3/U xDeM7L' 4) 创建LED光源 oL9<Fi A< .5=E,/
2<*"@Vj 光源类型为Random plane ; TeuZVy8a 光线数为10000; Ch{6=k bK LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 0Y!"3bw| 形状选为椭圆; ,m*HRUY gZ&4b'XS, 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. e!0xh 半径选择60度 oaha5aWH 类型选择 Lambertian m>+ 形状选择 Elliptical [? "hmSJ }c||$ 波长选择默认默认波长 64b AWHv Power默认为1 watts 1q;R+65 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm n3?P8m$ 0#GnmH
g@x72$j LED光源设定办法 n7i~^nf> ] K&ca
m\*ca3$ LED光源的发光强度(极化角和方位角) 8;`B3N7 K"[jrvZ=
+s_a{iMVP 波长设定,颜色选为绿色 I!Dx)>E& K?M~x&Q
AHr^G' 功率设定(在Power units选择Watts) +Y*4/w[
Qxy~%;X 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane :*g$@T +)h# !/
c\[&IlM 创建平面探测器(plane) {{gd}g %o/@0.w
#k<l5x` 1c/<2 xO~ 6) 创建分析面 n[y=DdiKGS }JOz,SQHP
L$a{%]I
k~;~i)Eg 光线滤光器设置 _s-X5xU m; =S]3P* 7) 执行光线追迹 sAO/yG U(+QrC:
us5Zi# } &
:W6O)uY
})!- "=%YyH~WY 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。 o4 "HE* -A}$5/ dC4`xUv 8) 优化设定 gzK/ l: EhD% 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 XmO]^ ` EQ"_kJ>81Y
#mioT",bm= 'M?pg$ta_V
{a>JQW5= 定义变量 4`5W] J]6 {>64-bU
VAheus 定义评价函数 (RMS Direction Spread) `{yD\qDyX W#d'SL#5
}#g &l*P 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 1A(f_ 0,.Q Zq:
}SU 9) 优化 zb~;<:< 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 -'oxenu MD;,O3Ge
9l[C&0w#\ \'w.<)(GI
iN Lt4F[i 优化结束后会弹出如下报告 V#4ox km s)'+,lKw
:hB6-CZkqN 在输出结果可以看到当前评价函数数值 1_xkGc-z< ,o
`tRh< 10) 光线追迹与结果分析 *!NW!,R _M>S =3w 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 2
=>3B }
?+0s=Z  I?q-
:9: n68qxD-X 优化后透镜的面型如下: <X5V]f 透镜渲染效果 fA V.Mj- +Z9ua%,3%
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