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infotek 2024-10-11 07:54

FRED应用:准直透镜模拟与优化

1. 摘要 v&7yqEm}B  
~__r- z  
本文您将会学到如下内容: p`+=) n  
 透镜基本参数输入; vkR,Sn  
 优化变量与评价函数设定; teQ <v[W.  
 优化; )9pRT dT  
 照度分析; +'-i(]@!'  
Jw+k=>  
2. 操作流程 =c(t;u6m-  
sKg IKYG}T  
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。 =pT}]  
!7rk>YrY  
!~j-5+DI  
{wp~  
2) 创建透镜 l:@`.'-=  
B;vpG?s{9  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens MD4RSl<F  
K/flg|uZ/V  
9Sb[5_Q  
 ~ERA  
3) 输入透镜参数 4MFdhJoN  
)yl;i  
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; ,(;TV_@$  
s)A=hB-V  
pdw;SIoC  
mXSs:FqE!  
kB! iEoIBA  
将第二面的圆锥系数改为-1 P&sn IJ  
C j4ED  
4) 创建LED光源 hZwbYvu  
\yE*nZ  
9K:ICXm  
光源类型为Random plane ; K,f"Q<sU%  
光线数为10000; |34M.YjA  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 2ophh/]  
形状选为椭圆; WV8vDv1jt  
2(i@\dZCb<  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. W2w A66MB  
半径选择60度 BO%aCK&  
类型选择 Lambertian 6k=*O|r  
形状选择 Elliptical )azK&f@tR|  
1sIPhOIys  
波长选择默认默认波长 qS!U1R?s  
Power默认为1 watts NI^jQS M]  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm FoX,({*Ko~  
7Eo;TNbb  
"*T4%3dA  
LED光源设定办法 Hp(wR'(g&  
7L4~yazmK  
X(npgkVP\  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) x4N*P  
(7*((  
8-s7s!j  
波长设定,颜色选为绿色 ^Z>Nbzr{  
<HfmNhI85(  
2EC<8}CG  
功率设定(在Power units选择Watts) \LYNrL~?J  
L;i(@tp|v  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane PLueH/gC.  
nr?|!gj  
:>*0./hG  
创建平面探测器(plane) )qeed-{  
TMG|"|  
v/GZByco>  
z5 g4+y,  
6) 创建分析面 yt {?+|tXU  
6R|^IPOGp  
8zrLl:{  
y[DS$>E  
光线滤光器设置 Zq"  
v 8B4%1NE  
7) 执行光线追迹 'pHxO,vo  
*[+{KJ  
$g!iy'4n*  
`&jG8lHa  
h1+y.4  
H Xb_k1n  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 ho%G  
VJSkQ\KD  
zI$'D|A  
8) 优化设定 I\<)9`O  
FyWrb+_0v  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 !7n`-#)  
:NynNu'  
^ pNA_s!S  
S#b)RpY  
>Q2kXwN  
定义变量
FnCMr_  
 NArr2o2  
CE7{>pl  
定义评价函数 (RMS Direction Spread) @;7Ht Z`  
_BI[F m  
o]aMhSol  
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 30b dcDm,  
W=I~GhM  
9) 优化 Sr>5V  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 hg-M>|s7  
Q#lFt,.y  
/pL'G`  
P-\65]`C  
q"u,r6ED  
优化结束后会弹出如下报告 OWZ;X}x  
S{nBQB<  
B=HE i\55K  
在输出结果可以看到当前评价函数数值 3/Dis) v8  
;umbld0  
10) 光线追迹与结果分析 oA+'9/UY  
W?yGV{#V(=  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
ri h@(;)1  
d Z x  
=%d.wH?dZ/  
&#;lmYyaui  
优化后透镜的面型如下: rw#?NI:  
透镜渲染效果
NY/-9W5T4  
LY2QKjgP  
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