infotek |
2024-10-11 07:54 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 Uq{$j5p8 |-S+x]9 本文您将会学到如下内容: ""|;5kJS4 透镜基本参数输入; %4V$')rek 优化变量与评价函数设定; o~L(;A]yN 优化; 4i}nk
T 照度分析; ;cPPx`0$9 UugR 2. 操作流程 u?g&(h t.VVE:A^% 1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 ,=c(P9}^ /lPnf7
G-K{ bAN>\zG+ 2) 创建透镜 HY?#r]Ryt ;T8(byH ? 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 7 b( 9ZatlI,
)R?uzX^qf J7aYi]vI 3) 输入透镜参数 +Wy`X5v o:"(\$ 两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; KIR3m
) @g+v2(f2v
UL#:!J/34 V"2 G
Y
9z*xS 将第二面的圆锥系数改为-1 _*8 6 BA@M>j6d 4) 创建LED光源 skTaIGRL 7ncR2-{g
f#m@eb 光源类型为Random plane ; j!oX\Y-:& 光线数为10000; S')DAx LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; |`Yn'Mj8rm 形状选为椭圆; G(Hr*T% !Fxn1Z, 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. PYs0w6o 半径选择60度 L:mE)Xq2 类型选择 Lambertian Kb;Pd!Q 形状选择 Elliptical `.3.n8V &DHIYj1 i 波长选择默认默认波长 P?c V d2Y Power默认为1 watts M5dEZ 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm F9r/
M"5 @JLN3
"Ms{c=XPK LED光源设定办法 <exyd6iI c=bK_Z_
cXf/ LED光源的发光强度(极化角和方位角) c&wiTvRV w^ofH-R/
4}cxSl]jf! 波长设定,颜色选为绿色 Y8IC4:EO `,/5skeJ
+|8.ymvm 功率设定(在Power units选择Watts) Dd/]?4 _h,_HW)G 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane x%goyXK \v<S:cTf
+oO7UWs>6 创建平面探测器(plane) iycceZ ,O-_Pv
>hq{:m u>agVB4\F 6) 创建分析面 M.Tp)ig\# iQG]v[$
uysTyzx
Lp@Al#X55 光线滤光器设置 (a-Lx2T O7LJ-M 7) 执行光线追迹 )D'#>!Y $ve$Sq
@(E6P;+{ 0.nkh6?
On!+7is' !v9`oL26 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。 m?Cb^WgcF J.U%W}Hx KD+&5=Y 8) 优化设定 )1@%!fr B1E:P`t 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 I!u=.[5zdC Lyn{Uag
hgE:2@ `U\l: ~]e
^4Xsdh5 定义变量 ya^8mp- fGs\R]
Le bc@, 定义评价函数 (RMS Direction Spread) eX}aa0 #8M^;4N>[
8*{jxN'M 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) wmXI8'~F& QkHG`yW 9) 优化 Y+vIU*O 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 iCh8e>+ =-GxJPL
ed_+bCNy ;/?w-)n?
3W#E$^G_v 优化结束后会弹出如下报告 8)pL0bg Q2woCxB
=OPX9oG 在输出结果可以看到当前评价函数数值 ^*B@= QV\af 10) 光线追迹与结果分析
JgKhrDx 1|H4]!7kE 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 cVO-iPK ^u"WWLZ  K4]ZVMm/* VQG$$McJ 优化后透镜的面型如下: v+79#qWK|n 透镜渲染效果 ]$^HGmP ;E.f%
|
|