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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 3MBz  
pRk'GR]`  
本文您将会学到如下内容: ;t@ 3Go  
 透镜基本参数输入; O7<V@GL+  
 优化变量与评价函数设定; i>kNz(*  
 优化; (J,Oh  
 照度分析; CgTQGJ}-  
|qudJucV  
2. 操作流程 $Zu4tuXA  
2AdHj&XE  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 Bc9|rlV,  
onJ[&f  
9OJ\n|,(  
)>#<S0>'j  
2) 创建透镜 <x%my4M  
enD C#  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens UgP=k){  
a\.OL}"   
aY1#K6(y  
4S{l>/I  
3) 输入透镜参数 hoD[wAC  
~BYEeUo;%v  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; '$L= sH5  
fY+ .#V  
@1qUC"Mg  
cX=b q_  
8KdcLN@  
将第二面的圆锥系数改为-1 8-g$HXqs_#  
GL0':LsZ  
4) 创建LED光源 !E>3N:  
 q&Ua(I  
BKjPmrZ|  
光源类型为Random plane ; Rx"VscB6z  
光线数为10000; cF<DUr)Ve  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; z )}wo3  
形状选为椭圆; G?/8&%8  
qP.VK?jF|  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. BxN#Nk~  
半径选择60度 wCEfR!i  
类型选择 Lambertian 0#[Nfe*  
形状选择 Elliptical ~[X:twidkL  
ljR?* P  
波长选择默认默认波长 1nM?>j%k  
Power默认为1 watts K/LaA4  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm GMp'KEQQ  
HvfTC<+H  
vH\nL>r  
LED光源设定办法 9lwo/(s  
HBkQ`T  
#(}_2x5  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) g8@i_  
l[j0(T  
9Qm{\  
波长设定,颜色选为绿色 ;og<eK  
RoXOGVo  
Uc;IPS  
功率设定(在Power units选择Watts) I Y-5/  
O#Ax P}  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Dg4^ C  
Rn ^N+3o'M  
 k`zK  
创建平面探测器(plane) j:<T<8 .o  
sN/Xofh  
 [ ^ \)  
s5|)4Z ac  
6) 创建分析面 SxQDqoA~  
|vE#unA  
Z"&ODVP  
e/I{N0SR  
光线滤光器设置 VTkT4C@I;Y  
!LSWg:Ev+  
7) 执行光线追迹 6E%k{ r  
{*  _ W  
wA+4:CF @  
k5<0M'  
gM]/Y6 *$b  
"tbBbEj?d  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 XSIO0ep  
xGQ:7g+qu  
6h"? 3w  
8) 优化设定 KUV{]?'  
<1K: G/!  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 F#9KMu<<cI  
\shoLp   
o[*ih\d  
E0'6!9y  
bJ[1'Es `  
定义变量
Gs?sO?j  
O$ oN1  
g)Uh   
定义评价函数 (RMS Direction Spread) dTNgrW`4  
:njUaMFoMA  
:~(^b;yhZ  
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) :zZM&r>  
je0 ?iovY  
9) 优化 v<4X;4p^  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ^E8Hv  
RozsRt;i  
!S<~(Ujyw  
7~g0{W>Zm  
x@x@0k`A2  
优化结束后会弹出如下报告 t)ry)[Dxv  
&Vm[5XW  
T{Q&}`D)r  
在输出结果可以看到当前评价函数数值 l0,O4k2'  
-M9 4 F  
10) 光线追迹与结果分析 aesFv)5DK  
{uG_)GFr0  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
Np)!23 "  
F:U_gW?  
[! o -F;  
tt91)^GdYa  
优化后透镜的面型如下: a_x6 v*  
透镜渲染效果
a&PZ7!PZv  
smNr%}_g  
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