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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 USd7gOq( f|f)Kys%5 本文您将会学到如下内容: Qe4O N3X! 透镜基本参数输入; M/?eDW/ 优化变量与评价函数设定; tE'^O<
K 优化; R*0]*\C z 照度分析; $,u>, @*e5(@R 2. 操作流程 C(CwsdlP 4j|IG/m 1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 ?}g^/g ! J4?i\wD:
!E7J Dk''@ -.xiq0 2) 创建透镜 )iX2r{ }TQa<;Q 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens
r)S:-wP QL]e<2oPJ
9*Q6/?v `6y=ky., 3) 输入透镜参数 +[vIocu {ty)2 两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; ylm #Xa Ty<."dyPW
H2lQ(Y+H 2OVN9_D%
)Fgu' 将第二面的圆锥系数改为-1 @yM$Et5 w**~k]In 4) 创建LED光源 |
|"W=E +Tt.5>N
HmiG%1+{A 光源类型为Random plane ; s
Poh\n 光线数为10000; @AtJO>w LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; kx?f, ^- 形状选为椭圆; BItH0r7 7Q^p|;~a 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. A!cY!aQ 半径选择60度 {oSdVRI 类型选择 Lambertian a8$4 形状选择 Elliptical /:tzSKq} *8r^!(Kj 波长选择默认默认波长 x(n|zp (" Power默认为1 watts &@K6;T 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm qv^P %oB0@&!mS
xkC M*5: LED光源设定办法 'ZJb` 7KesfH?
Mz6\T'rC LED光源的发光强度(极化角和方位角) 5S<Rz) 1r JC0# pU;
Q6)?#7<jy 波长设定,颜色选为绿色 wBDHhXi0 !2kM
Na$.VT 功率设定(在Power units选择Watts) Qr\eT} <2d)4@B= 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane \ZM5J D6~KLSKm
yAAV,?:o[ 创建平面探测器(plane) 4E2#krE% o}DRp4;Ka
Llkh
kq_ b@c(Nv 6) 创建分析面 +`bnQn]x+ 3?K+wg s
R?zlZS.~
,hH c
-%- 光线滤光器设置 @0]w!q j!@T@
8J 7) 执行光线追迹 \=D+7'3 -RJ~Sky[
[[HCP8Wk [;yKbw!C
F!3p )? ~5&B#Sm[G 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。 &#JYh=# L[ZS17;* T$`m!mQ4 8) 优化设定 ~n8UN< whYk"N 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 je@&|9h Td,d9M
>|, <9z`D <jh7G
De>e`./56 定义变量 }]H7uC!t 8!0fT}
0r_~LN^|[ 定义评价函数 (RMS Direction Spread) i6P}MtC1 c&1_lI,tH
0J^Z)U>j 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) -8l(eDm"m lX%-oRQ/os 9) 优化 wm^1Fn-- 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ^mjU3q{; xe^M2$clb\
%19~9Tw %f'=9pit
p6NPWaBR
优化结束后会弹出如下报告 tH&eKM4G 4lR+nmAZ
FAL#p$y} 在输出结果可以看到当前评价函数数值 dH.Fb/7f S !#5 10) 光线追迹与结果分析 ~"0{<mMcX &"WgO!pzD 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 :!l.ze{F V dvj*I  X3 1%T" +,,dsL 优化后透镜的面型如下: :-#7j}
R& 透镜渲染效果 ;zze.kb&F
G~DHNO6
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