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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 0"xD>ue& ]*yUb-xY 本文您将会学到如下内容: hkvymHaG 透镜基本参数输入; o<i\1<eI 优化变量与评价函数设定; @DCw(.k* 优化; "I&,':O+ 照度分析; xw~&OF& @"BkLF 2. 操作流程 qM0Df0$?x 0D^c4[Y'l 1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 ]dQ } !RBH(m%
iea7*]vW ]s^Pw>/` 2) 创建透镜 ?89_2W 2vX!j!_ 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens iig@$
i# rn%q*_3-o
DzG$\%G2R} bWfT-Jewh 3) 输入透镜参数 3v:c'R0 ?M@ff0 两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; 5vqh09-FB x_BnWFP
Id40yER s_Gf7uC
SW*Yu{ 将第二面的圆锥系数改为-1 9|1J pb o_&*?k* 4) 创建LED光源 2f7]=snCG " 2J2za
uUI@!)@2 光源类型为Random plane ; x"n)y1y 光线数为10000; WxI_wRKx LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 0N4+6k| 形状选为椭圆; "o>gX'm* Q[.HoqWK 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. =/L;}m)7 半径选择60度 2]f?c%)I 类型选择 Lambertian 8+OcM
;0 形状选择 Elliptical <B3$ODGJp /;a b"b 波长选择默认默认波长 )0p7d:%mV Power默认为1 watts B0eKj=y; 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm kC4}@{4i n6s[q-td
!w=6>B^ LED光源设定办法 Z^SF $+UN 23~KzC
=P\Tk)(` LED光源的发光强度(极化角和方位角) *Z
C$DW!- $mq@g
ju {\7X5 波长设定,颜色选为绿色 \rY<DxtOq .0f6b
|}^BF%8V: 功率设定(在Power units选择Watts) ,CA3Q.y>| a.!|A(zw 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane mj9r#v3. P{_Xg,Z
;E]^7T 创建平面探测器(plane) [Uw/;Kyh EoD[,:*
9$oU6#U,h b Q6<R4 6) 创建分析面 t
(>} [W{WfJ-HwG
9 9S-P}xd
$wx)/t< 光线滤光器设置 1pT-PO3= J_ S]jE{ 7) 执行光线追迹 Y] "_} NT}r6V(Aju
7G<v<&
re;^,
I? o)X! ui$JQ _P 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。 ap[{`u S LSbEm [h^>Iq
(Z 8) 优化设定 NHjZ`=Js 3
2MdDa 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ="*:H) ;)nV
q" aUA_}\ bO2s'!x
A:-r2;xB 定义变量 7@*l2edXm+ |0e7<[
<B%s9Zy 定义评价函数 (RMS Direction Spread) eub2[, R<GnPN:c
uO,9h0y0W 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) sS5: 5i ,m)k;co^ 9) 优化 Ja@zeD)f" 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 E0o?rgfdq ]s))O6^f
+.u)\'r;h i G%h-
RZg8y+jM 优化结束后会弹出如下报告 -4!9cE 2[8C?7_K0?
XzBnj7E 在输出结果可以看到当前评价函数数值 Arzyq_ Yk iE;D_m.>`O 10) 光线追迹与结果分析 g} /efE ?Dr K2;q 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 L~PBD?l 2Vn~o_ga 
nGqD{!i< zcn/LF 优化后透镜的面型如下: E1&9( L5 透镜渲染效果 8o SNnT (WISf}[l;
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