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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 JIDE]f  
iugTXZ(  
本文您将会学到如下内容: !qT.D:!@zF  
 透镜基本参数输入; <Cm:4)~  
 优化变量与评价函数设定; jRzR`>5  
 优化; A-uEZj_RD=  
 照度分析; W&)O i ZN  
Z{ &PKS  
2. 操作流程 wC;N*0Th  
6dV92:  
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。 qd"*Td  
tPc'# .  
|0BmEF  
 !1;DRF  
2) 创建透镜 "@DCQ  
o1 QK@@}  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ^2XoYgv  
,:j^EDCsaJ  
[p|-G*=00  
n~k;9`  
3) 输入透镜参数 $U3s:VQ'  
{^5r5GB=*  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; 5Tkh6s  
4, 8gf2  
qK#\k@E  
c(i-~_  
ZI-)'  
将第二面的圆锥系数改为-1 P8piXG  
OiZPL"Q(K  
4) 创建LED光源 e=QnGT*b5  
UIIR$,XB  
3T%WfS+  
光源类型为Random plane ; OANn!nZ.  
光线数为10000; K>"M# T  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 6(VCQ{  
形状选为椭圆; @?f3(G h,  
?&j[Rj0pH  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. +3!um  
半径选择60度 Lr V)}1&5  
类型选择 Lambertian 9co1+y=i{  
形状选择 Elliptical U_y)p Cd  
Atzp\oO  
波长选择默认默认波长 s+$l.aIO!  
Power默认为1 watts 8!'#B^  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm \M'b %  
#92 :h6  
<G/O!02  
LED光源设定办法 fYl$$.  
W:ih#YW_F  
1.]#FJe  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) ehoDWO]S  
OIe {Sx{y  
#swzZyM$  
波长设定,颜色选为绿色 ke!)C[^7z  
ubjuuha"  
"9>~O`l,  
功率设定(在Power units选择Watts) h)~KD%  
EL;IrtU  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane b(&2/|hd  
j_H{_Ug  
{ %vX/Ek  
创建平面探测器(plane) ~6Vs>E4G  
(&=-o(  
Eo!1 WRruF  
TwqyQ49  
6) 创建分析面 "[q/2vC  
"@;q! B.qo  
)0 .gW  
E;fYL]j/oZ  
光线滤光器设置 pej/9{*xg(  
Vr D?[&2pE  
7) 执行光线追迹 ?54=TA|5`F  
l`UJHX  
wWKC.N  
@kenv3[Lc  
/QZnN?k  
xa[<k >r3  
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。 Zz'(!h Uy  
;XMbjWc  
MMqkNe  
8) 优化设定 {OL*E0  
f<= #WV  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 O5CIK}A  
2l}FOdq  
O[+S/6uy  
tV<}!~0,*  
dE7 kd=.o  
定义变量
fIu5d6;'  
KJo [!|.  
ClCb.Ozj4  
定义评价函数 (RMS Direction Spread) Z3<>Z\6D  
AyB-+oTf(  
D}XyT/8G3  
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) :DXkAb2  
16_HO%v->  
9) 优化 LYhgBG,   
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 q(M[ij  
pk%I98! Jy  
!@{_Qt1  
T^B&GgW  
8  k9(iS  
优化结束后会弹出如下报告 kj~)#KDN  
(cAv :EKpo  
LY'_U0y4  
在输出结果可以看到当前评价函数数值 p%EU,:I6  
4(o: #9I  
10) 光线追迹与结果分析 }@J&yrqg  
z'=*pIY5f  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
GMU.Kt  
w|pk1~c(_  
B$1nq#@  
.7++wo!,  
优化后透镜的面型如下: nud,ag  
透镜渲染效果
pg1o@^OuL  
S}gUz9ks  
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