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2024-10-11 07:54 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 2{Wo-B,wt~ cqeR<len 本文您将会学到如下内容: ANckv|&'v 透镜基本参数输入; {F'Az1^I= 优化变量与评价函数设定; m_c O<LB 优化; lkV6qIj 照度分析; ` *>V6B3 ;knd7SC 2. 操作流程 zL9VR;q HbNYP/MN3 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。 sC% b~ }KK2WJp#M
{I`B[,* kGpV;F==* 2) 创建透镜 JxjP@nr b& V`<'{ 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 3AK(dC[ri 0eFb?Z0]
N6h1|_o Q4X7Iu: 3) 输入透镜参数 jRofG' ,:^
N[b 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; K>kLUcC7Z lY.B
J2r1=5HS QjLji+L
4GVNw!V 将第二面的圆锥系数改为-1 ,~- ?l7 ~uB'3`x 4) 创建LED光源 Xtft*Z B#]_8svO
r:-WzH(Ms 光源类型为Random plane ; Xem 05%, 光线数为10000; On4w/L9L5 LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; vVAb'`ysv 形状选为椭圆; ^;zWWg/d co/7l sW
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. MD<-w|#8IV 半径选择60度 +vz`go 类型选择 Lambertian _9NVE|c; 形状选择 Elliptical 2Pp&d>E4 ]ZTcOf 波长选择默认默认波长 >Rt9xP Power默认为1 watts W
(`c 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm vBNZ<L\|a x5OC;OQc
:mpiAs<%U" LED光源设定办法 gLIT;BK 6Nt$ZYS
!9r:&n.\ LED光源的发光强度(极化角和方位角) fYBH)E x l0DN{PG
bD<qNqX$ 波长设定,颜色选为绿色
-4flV D 8Mu;U3cIW
Qw?+!-7TN 功率设定(在Power units选择Watts) Q.k
:\m*h ~Fw<eY 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane o9Sn*p-. \&a.}t
-(>qu.[8= 创建平面探测器(plane) $D'^t( We}lx{E
O"*`'D|hK ]` ]g@v 6) 创建分析面 Rg* J} \dq!q=b\
u,7zFg)H
vG
Vd 光线滤光器设置 =MLf[ ~O;y?]U 7) 执行光线追迹 >qR~'$,$ hVP
IHQt
jxw_*^w" 59*M"1['Q
#SkX@sl@ !QEL"iJ6M' 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。 T&xt`| }nud F9H~k"_ZJR 8) 优化设定 ~p*1:ij !@g)10u 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 5H lWfD #
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/\=MBUN
0{) $SY 定义变量 4h|dHXYZ iOqk*EL_r\
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}@n>R 定义评价函数 (RMS Direction Spread) Cca0](R*& E\{< ;S
v6uxxsI>Hm 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) N[U9d}Zv 8`v$liH 9) 优化 2 x4= 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 *'ZN:5%H .q;ED`G
#^rU x. +MUwP(U=w
nr2r8u9r 优化结束后会弹出如下报告 `UzVS>]l[+ .T.5TMiOSq
G&9#*<F$c 在输出结果可以看到当前评价函数数值 IA*KaX2S< ZR3nK0 10) 光线追迹与结果分析 eN-au/kN r;qzo. 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 S>_27r{ / 8gL.i$  :q+N&j'3 7*+TP~WI 优化后透镜的面型如下: or?%-) 透镜渲染效果 B0)]s<< 61K"(r~
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