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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 PG8|w[V1 " H\7Qf8s|{ 本文您将会学到如下内容: Lc!%
3,#. 透镜基本参数输入; HgP9evz,0 优化变量与评价函数设定; :;S]jNy}j) 优化; YT6<1-E# 照度分析; pzP~,cdf N246RV1W 2. 操作流程 C&b^TLe MMglo3 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_:i'Ri. vlAYKtl3]
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tK3J 6u`E{$ 2) 创建透镜 "k(Ee X|)Ox
,( 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens .V9/0 %Uj7g>
f\FubL A>8uLO G} 3) 输入透镜参数 ~{hcJ:bI /pZ]:.A 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; r7r>1W%4 GU\}}j]
)2KQZMtgm] 1-4iy_d
gf()NfUvRH 将第二面的圆锥系数改为-1 ^T83E} y| *X 4) 创建LED光源 YoV^Y&:9< c0.i
01VEz
8[\ 光源类型为Random plane ; Mvq5s +. 光线数为10000; #IjG[a- LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; r]p
0O( 形状选为椭圆; =Jd('r L|Zja* 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. O)78
iEXi| 半径选择60度 vs-%J6}G 类型选择 Lambertian ,C%fA>?UF8 形状选择 Elliptical $gU6=vN1# #'N"<o[ 波长选择默认默认波长 ?YzOA${ Power默认为1 watts 8C1 ' g7A< 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm pJ Iq`)p5 <<}t&qE%2%
.'QE o LED光源设定办法 t{n|!T& ]]~tFdh
Y;ytm
#= LED光源的发光强度(极化角和方位角) ,;LxFS5\ GMqeC
f>\guuG 波长设定,颜色选为绿色 42X N*br
II;fBcXF
Enu/Nj 2 功率设定(在Power units选择Watts) q 65mR!) R4+Gmx1 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane W<<{}'Db/# wg<UCmfu!
8zv=@`4@G 创建平面探测器(plane) Y0`@$d&n DK8eFyG^2
d4OWnPHv&} nX,2jT;@L 6) 创建分析面 oG5:]/F i7g+8zd8d
+DMD
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y5;l?v94 光线滤光器设置 ~^#F5w" P70\ |M0~y 7) 执行光线追迹 IR; DdF v0EF?$Wo
M{ # 2$8#ePyq*
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X$:r 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。 kkfwICBI Z|&Y1k-h 29P vPR6 8) 优化设定 n{oRmw- "YLH]9"= 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 e_3KNQ`kA x|B$n} B
=/xTUI4 Y@WCp
0@;kD]Z 定义变量 .{6?%lt '^Kmfc
^<L;"jl% 定义评价函数 (RMS Direction Spread) mQ#E{{:H+ @R+bR<}]
TUeW-'/1 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) y>+xdD0+ s':fv[% 9) 优化 rN3i5.*/t 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 +QS7F`O 4
I}xygV
_ PC}`Y'& [5&zyIi
y?BzZ16\bL 优化结束后会弹出如下报告
Jz(!eTVs Zkn$D:
G/tah@N[7 在输出结果可以看到当前评价函数数值 ZSL:q%:. A/kRw'6 10) 光线追迹与结果分析 d~[^D<5,D @D.]PZf 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 p)M\q fZ **I9Nw!IH  RfPRCIo xW84g08_, 优化后透镜的面型如下: ~i)O^CKq 透镜渲染效果 mi~BdBv @&f3zq
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