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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 FUI/ A> &IQNsJL!e 本文您将会学到如下内容: ]_ LAy 透镜基本参数输入; OfLj 4H6Q 优化变量与评价函数设定; 1xxTI{'g[ 优化; k8Dk;N 照度分析; *o=Z~U9z VU\G49 2. 操作流程 =j_4!^ lyowH{.N"3 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。 Z'AjeZyyE J?p|Vy|9
tm;\m!^X{ '<"%>-^Gn 2) 创建透镜 n~,6!S f`}u9!jVR 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens \hJLa @$b7
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(>Sy, 7x*L 1>[`' 3) 输入透镜参数 $SLyI$<gP RG1#\d-fE 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; [CnoMN Qz"@<qgQy
?:PF;\U 7vqE@;:dt
@C'qbO{ 将第二面的圆锥系数改为-1 N,)rrBD |$T?P*pI. 4) 创建LED光源 * se),CP!s 'pAq;2AA
8LtkP&Wx 光源类型为Random plane ; 3qfQlqJ&3 光线数为10000; ?.I1"C,#VJ LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; s4 Uk5< 形状选为椭圆; T.!.3B$@] &I(3/u 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. %H"AHkge:a 半径选择60度 G!GGT?J 类型选择 Lambertian o`jV d,aj 形状选择 Elliptical Xp^71A?> =rNI&K_< 波长选择默认默认波长 E-rGOm" m Power默认为1 watts g*U[?I"sC 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ^O5PcV 3Eg uoY]@.
=sXk,I; LED光源设定办法 g dBH\K (\ 9&4z4@on
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q|1 LED光源的发光强度(极化角和方位角) 7baQ4QY?n i;<H^\%
H+5N+AKb@ 波长设定,颜色选为绿色 j|WN!!7 5,V3_p:)VI
ue6&)7:~ 功率设定(在Power units选择Watts) {Pi]i? vP&JL~ 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ^X?3e1om JLxAk14lc
)e\IdKl= 创建平面探测器(plane) H|!|fo-Tx lGN{1djT
`oH6'+fT`; ,
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%#eF 6) 创建分析面 Pu|3_3^ G
C3G=DTt
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@X>Oj . 光线滤光器设置 .37Jrh0Iv arj?U=zy 7) 执行光线追迹 n|I5ylt &Ukh
~@Eu4ip)F ^b`aO$
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GX 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。 QPpC_pZh S_56! kEM|;&=_ 8) 优化设定 {`1gDKH CrI:TB>/" 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 n[`FoY sM'%apM#
qUtlh,4) s8 0$
R<x~KJ11c 定义变量 :HQQ8uQfb Qc]Ki3ls
gCY%@?YyN 定义评价函数 (RMS Direction Spread) =6:>C9 z#elwL6
IX)\z 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) P+nd?:cz jUCrj' 9) 优化 u3ns-e 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 aoVfvz2Y VsM~$
)
&;Jg2f%. 1MnT*w
o\;cXuh 优化结束后会弹出如下报告 w4e(p 3 hMvLx>q3)
(^).$g5Hg 在输出结果可以看到当前评价函数数值 )4BLm TmIw?#q^ 10) 光线追迹与结果分析 YZ0Jei8+- I[v6Y^{q 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 ^J-\s_)" iy\ 6e k1  5ps7)] ,4tuWO)" 优化后透镜的面型如下: >Kjl>bq 透镜渲染效果 /I/gbmc) s/0S]P]}f
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