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FRED应用:准直透镜模拟与优化
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infotek
2023-03-01 08:33
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要
y:HH@aa)
Cg8s9qE?
本文您将会学到如下内容:
W(jOD,QMB
透镜基本参数输入;
WEaG/)y
优化变量与评价函数设定;
0:iR=S
优化;
u~xfI[8C
照度分析;
!qu/m B
[%c5MQ?H
2. 操作流程
Te6cw+6
<rihi:4K
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。
Zxw cqN
i7XM7+}
fsjCu!
ZX8AB
2) 创建透镜
1j*E/L
a$=He
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens
^`S.Mw.
`Sx1?@8(
J))U YJO
[.Rdq]w6
3) 输入透镜参数
L9$`zc
rT|wZz9$@
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;
\ z3>kvk
~@\sN+VS
<y=+Gh
^]NFr*'!
oLS/
将第二面的圆锥系数改为-1
`m`Y3I
LO;?#e7
4) 创建LED光源
NmA6L+
9i46u20
_:\zbn0\
光源类型为Random plane ;
eakQZ-Q
光线数为10000;
msVi3`q~
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ;
`$9sYv 2R
形状选为椭圆;
kQ`p\}7_
Aw]kQ\P&
在光线方向上选择Random Direction into an angular range.
1)#dgsa
半径选择60度
}60/5HNr
类型选择 Lambertian
f+lPQIB
形状选择 Elliptical
?[=OQ/E
u[HamGxx$u
波长选择默认默认波长
w|1O-k`
Power默认为1 watts
7NRm\%^q
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm
] T<#bNK\1
mndKUI}d
$H`{wJ?2(
LED光源设定办法
fZp3g%u
[pC2#_}
#}Hdyl I\}
LED光源的发光强度(极化角和方位角)
{TZV^gT4
jp7cPpk:LG
]*hH.ZBY"^
波长设定,颜色选为绿色
w$Z%RF'p
3T/&T`T+c
&I:ZJuQ4
功率设定(在Power units选择Watts)
j[A:So
\hWac%#
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane
NX5$x/uz
"Hk7s+%
:=*V i`
创建平面探测器(plane)
)b1X6w[
J@OK"%12
g2?yT ?
},@ex
6) 创建分析面
0YC|;`J
F!fsW9
Yd(<;JKF[
q+} \(|
光线滤光器设置
!X9^ L^v}
uu.}<VM.1
7) 执行光线追迹
/Pxny3
V%B~ q`4
R9Y@I
91-[[<
LLKYc y
_'4S1
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。
K $WMrp
(I#mo2
*I[tIO\
8) 优化设定
ia (&$a8X
r@}8TE*|P
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化
\8g= Ix
MxH |yo[
I9dX\w}
;XQ27,K&
8 C9ny}
定义变量
{9@u:(<X9
%@:6&
7%W1M@
定义评价函数 (RMS Direction Spread)
06M?ecN
"%b Gwv
O~v~s 'c&
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
CYlS8j
uQ&> Wk
9) 优化
Wffz&pR8
注意:在优化之前,建议先保存原始文件
1=,y+Xpw
wFMw&=j
Zu<S<??Jf
#G_'5{V
EqGpo_
优化结束后会弹出如下报告
J7qTE8 W=
\ @[Q3.VX
<s7cCpUFP
在输出结果可以看到当前评价函数数值
~L>86/hP,N
&YcOmI/MM
10) 光线追迹与结果分析
=6+99<G|%M
pp@B]We
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
mYj)![
T--%UZD]W
hu1ZckIw?
8O$LY\G
优化后透镜的面型如下:
6(BgnH8oc
透镜渲染效果
74a@/'WbE
3<xDxj0<
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