| infotek |
2023-03-01 08:33 |
FRED应用：准直透镜模拟与优化
1. 摘要 >T:
Yp<
s4h3mypw
本文您将会学到如下内容： 5:c a6 H
透镜基本参数输入； = iF} 41a
优化变量与评价函数设定； & c a-
优化； I[E/)R{\
照度分析； H uzw>
WB~
^R<g
2. 操作流程 0k Ez i
OJ0Dw*K<
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。 zfAHE {c
$w!; ~s
 yv2BbrYyy
N4y$$.uv2
2) 创建透镜 ^,F8 ha
z@5t7e)!R
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens iX
;E"ov]
svki=GD_(.
 pI*/ - !I
@w:6m&KL9
3) 输入透镜参数 :"BZK5{ 8
(5AgI7I,
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； <~ E'% 60;
&Xw{%Rg
 &d/ v/Y
ra#s!m1
 eTi r-7
将第二面的圆锥系数改为-1 ^ ]Mlkd:
%*d(1?\o
4) 创建LED光源 v"x{oD$R
gHCk;dmq81
 J*@(rb#G
光源类型为Random plane ; 3 8(Cj~u=3
光线数为10000； @mM ])V
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； zQsu~8P X
形状选为椭圆； V *2 =S
-8 F~Tffx
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. OG}auM4
半径选择60度 i^hgs`hvU
类型选择 Lambertian bq B gq
形状选择 Elliptical &j2fh !\4
l+ $ e|F
波长选择默认默认波长 -.#He
Power默认为1 watts :m|%=@]`
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm WHh=ht s\
iM'{,~8R5
 -t28"jyj
LED光源设定办法 tF> ?]
[]e*Io&[
 )2c[]d /a4
LED光源的发光强度（极化角和方位角） xHN"7 j}h
K%TlB K V
 UMe@[E=
波长设定,颜色选为绿色 ((Bu Bu>
tmAc=?|Wa
 nr /^HjMV
功率设定（在Power units选择Watts） X2#;1 ku
;jb+ x5t
5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane +*OY%;dQ7@
XO |U4 #ya
 E&G_7->
创建平面探测器(plane) ]stAC3
-:txmM T
 zw=as9z1-
UH8)r
6) 创建分析面 *.ffyBI*~
V0p@wG3
 H^s@qh)L
 x
Hw$
光线滤光器设置 qx! NU}6
@Bfwb?&
7) 执行光线追迹 z_XI,u}
&HKrmFgX{
 Jt4T)c9
l\8 l.xP
 h#bpog
% ~%>3
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。 >c~~i-=
@vf{_g<
G q5)>'D?
8) 优化设定 ,wmPK;j
=dbLA ,z9
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 KZV$rJ%G
l'N>9~ f
 {rr
ED
QsYc 9]:
 i3 k ',8
定义变量 %^RlE@l9
1 sCF
-r
 [.P~-6~
定义评价函数 （RMS Direction Spread） Fs:l"5~>1
RB'12^[
 dL"$YU9 z
优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) (E)/' sEb
Ch
` Omq
9) 优化 .a:Oj3=0
注意：在优化之前，建议先保存原始文件 ^r=#HQGt
q v3L@"Ub
 Yg%V
#m9V) 1"wB
 )|/t}|DIx
优化结束后会弹出如下报告 5 7+^T}/>
}/G~"&N[
 \~nUk7.
在输出结果可以看到当前评价函数数值 Pp N+q:(
2q# t/oN3T
10) 光线追迹与结果分析 ,K7C2PV6
:i*JlKHJ d
11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布  'dj}- Rs <2y~7h: 
URR| Q!D
优化后透镜的面型如下： 451C2 %y
透镜渲染效果 s4SR6hBO
>T~{_|N
|
|
