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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要
S#?2E8 6#!CBY^{ 本文您将会学到如下内容: 5l
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透镜基本参数输入; ^9:`D@Z+ 优化变量与评价函数设定; ao"2kqa)r 优化; U/^#nU., 照度分析; 3ie
k>'T (u} /(Ux 2. 操作流程 uVCH<6Cp oV0T
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。 XFvl BEvY&3%l dN)8r 9`*Eeb> 2) 创建透镜 jD6HCIjd' BZ1wE1 t 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens wlJi_)! ds9'k. M|mfkIk0MB e,/]]E/o 3) 输入透镜参数 CqlxE/| l|?tqCT ^h 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; \&hq$ "!V`_ S; R~kO5jpW jts0ZFHc- H.ksI;, 将第二面的圆锥系数改为-1 t{jY@JT| :LY.C<8 4) 创建LED光源 L)J1yw u9OY
Jo ?J2A1iuq3 光源类型为Random plane ; 4d5c]% 光线数为10000; fq6Obh=A# LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; `}l%61n0 形状选为椭圆; =wdh#{ !q\=e@j-i 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. {MUiK5: 半径选择60度 CF{b Yf^% 类型选择 Lambertian ]yf?i350 形状选择 Elliptical :^3 )[.m 'NhQBk 波长选择默认默认波长 wWb>V&3 Power默认为1 watts $lJcC |* 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm `xLsD}32 9f( X7kt i *.Y LED光源设定办法 MONX&$ \mc0fY f47]gtB- LED光源的发光强度(极化角和方位角) Q:(mK* _ iAu/ t ?[Lk]A&"L2 波长设定,颜色选为绿色 d^aVP o{sv<$ &L+uu',M0c 功率设定(在Power units选择Watts) 1RYrUg"s" \N*([{X 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane "=Br&FN{| 2F:qaz 7EE{*}?0E 创建平面探测器(plane) U"k$qZ[ P"_/P8 smf"F\Ws V%oZT>T3 6) 创建分析面 p"ytt|H
A9MM^jV8 k."p& {|?^@ 光线滤光器设置 .xsfq*3e5 Jp=fLo 9 7) 执行光线追迹 b"h'7 C/ Gaix6@X6' 9=>fx 1|MRXK 5daq}hsQs 3PNdc}h 可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 )!"fUz$ al9wNtMT ~5N}P>4* 8) 优化设定 WA`A/`taT M|*YeVs9# 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ]3_b3@k 8q[;
0 dht0PZdx? nq M7Is }D#:NlMp 定义变量 1r;zA<<%R _%nz-I F` U~(>u' 定义评价函数 (RMS Direction Spread) HuevDy4 $v0,)AL i VzP az\e 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 6zi>Q?] 1 ')"+ a^c 9) 优化 <Y]LY_( 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 G !q[NRu ue_wuZi mJSfn"b}K UkL1h7}a\ ax&?Z5%a 优化结束后会弹出如下报告 |b ETp?R WXX xlI=)ak{ 在输出结果可以看到当前评价函数数值 cM#rus?)+
BQ-x#[%s 10) 光线追迹与结果分析 F$7!j$
Z yb`PMj j15 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 V(7,N( QZzamT)" jeC=s~ f"ezmZI 优化后透镜的面型如下: kBo:)Vej4 透镜渲染效果 NAR6q{c AC,RS7
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