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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 =DXN`]uN a6 "-,Kg 本文您将会学到如下内容: |u#7@&N1 透镜基本参数输入; zCmx 1Djz 优化变量与评价函数设定; ^K:-r !v^ 优化; ,3Aiz|v- 照度分析; 2I_~]X53[ lPg?Fk7AP 2. 操作流程 1P G"IaOb #1p\\Av 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。 :c9 H2 ^MvBW6#1
5a5)hmO RB `ix&j8E22w 2) 创建透镜 !9_'_8 2u(G:cR 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens vywpX^KPv cT
nC
,hE989x<iI "-Wb[*U; 3) 输入透镜参数 D=}\]Krmay c-ql 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; 0CK3jdZ+X #GzowI'
0@Z}.k30 N{uVh;_
!1/F71l DX 将第二面的圆锥系数改为-1 ?$VkMu$2k m"wP]OQH*+ 4) 创建LED光源 .Gb!mG WF<3
7"A@
U|x#'jGo' 光源类型为Random plane ; I5ZM U 光线数为10000; -L!lJ LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 8k;il54# 形状选为椭圆; 664D5f#EJ Pk;YM} 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. w[AL'1s] 半径选择60度 e(Rbq8D 类型选择 Lambertian y2=yh30L0E 形状选择 Elliptical w8a49 Fv e9>~mtx 波长选择默认默认波长 -_XTy!I Power默认为1 watts hw=~%f; 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm /O~Np|~v W:K '2j
Zpz3?VM( LED光源设定办法 &^l(RBp]0 Zn[ppsz|
%< `D'V@ LED光源的发光强度(极化角和方位角) nkf7Fq} ',/2J0_
U>DCra; 波长设定,颜色选为绿色 egVKAR- (%mV,2|:20
QQv%>=_` 功率设定(在Power units选择Watts) Udq!YXE0 mi[8O$^iJ 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane /Q_Dd [v\m)5
?:G 3U\M 创建平面探测器(plane) M=3gV?N 4]6-)RHFB
ck\W'Y*Q7 E;[Uhh|78! 6) 创建分析面 \`E^>6!]q A0:rn\$l3
MzDosr3:
@w`wJ*I4, 光线滤光器设置 9Vo*AK'&U SZ}=~yoD( 7) 执行光线追迹 eze%RjO} DTSf[zP/
{Wu[e,p xF@&wg
e~d=e3mBp 8QoxU"
c& 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。 D:/q<<| e[s}tjx /(.:l +[w[ 8) 优化设定 iaLZ|\`3a 6|~^P!& 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 5n{d jP 2`TV(U@
6)7cw8^ ?{e}ouKYX1
_{-[1-lN5_ 定义变量 ;j7G$s9 :mW<
E
<f M}Kk 定义评价函数 (RMS Direction Spread) -J8Hsqf@ *3rs+0
O1S7t)ag 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) ~UZ3 lN\E ^
nI2<P 9) 优化 (zsv!U 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 7eAV2. gWzslgO6
J=t}9.H~= @OkoT:
%,~?;JAj 优化结束后会弹出如下报告 `;J`O02 1^^8,.'
{:|3V 7X 在输出结果可以看到当前评价函数数值 fBj)HoHQW doOuc4 10) 光线追迹与结果分析 1P*hC< hlB\Xt 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 IEMa/[n/ `Y5LAt:  #79[Qtkrhm ?-vWNv 优化后透镜的面型如下: G(TFv\`vH 透镜渲染效果 `SsoRPW&$ rpK&OR/
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