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2024-10-11 07:54 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 UM[<v9NWE X=_`$
0 本文您将会学到如下内容: bvpP/LeY 透镜基本参数输入; {[Sd[P 优化变量与评价函数设定; x.J%
c[Q8 优化; YI0ubB 照度分析; DSb/+8KT |^ K"#K 2. 操作流程 (`nn\) sA!,)'6 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。 #I]5)XT 9#C hn~ \
F^knlv' O:K={#Xj 2) 创建透镜 -^a?]`3_v q].n1w[ 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens +*Um:}& Gn+3OI"
*p&c}2' AL(YQ)-Cg 3) 输入透镜参数 KaRdO ~i3/Ec0\ 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; dM|&Y6 " w0[l"3V
Av3qoH)[< *C>B-j$
1K<4Kz~ 将第二面的圆锥系数改为-1 }\p>h :
5=E>! 4) 创建LED光源 zQ[g* g`('
k5=
HkgmZw, 光源类型为Random plane ; HkH!B.H] 光线数为10000; X[F<sxw LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; jSY&P/[xb 形状选为椭圆; O^tH43C Z33&FUU 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. gc%aaYf> 半径选择60度 BPFd'-O) 类型选择 Lambertian $m$tfa- 形状选择 Elliptical iGCA>5UE Y ;JPr 波长选择默认默认波长 ~hJ/&,vH! Power默认为1 watts }=d]ke9_ 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm B5-G.Z ulc m
pH#*:v!) LED光源设定办法 cyR K&J \ow3_^Bk
uU&,KEH LED光源的发光强度(极化角和方位角) &3jq'@6 x2 s%qZ#
OK=lp4X 波长设定,颜色选为绿色 vY+{zGF 0zSRk]i.f
$6&P 69< 功率设定(在Power units选择Watts) AixQR[Ul*c qN hV zx 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane +3@d]JfMh jGM+
t>W^^'=E 创建平面探测器(plane) @y{i.G lkj^<%N"r
uxbDRlOS Pc=S^}+ 6) 创建分析面 A7{l60(5 GrwoV~
8{mQmG4
mp^;8??; 光线滤光器设置 F4!,8)} /(`B;? 7) 执行光线追迹 6$]p;}# 8 *Fr=+KN
W{0gtT0 ]6W;~w%
Fx^e%":@ip .zm'E< 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。 <tT*.nM\ 1P"akc ~2R3MF.C 8) 优化设定 Gi<ik~ 1QfOD-lv 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ?J;* (<u3<40[YN
Ihe/P {t]J f z)i9D@
k+(UpO=/* 定义变量 &9Vm3X o_2mSD!
AR<'Airi: 定义评价函数 (RMS Direction Spread) EYwDv4H,g \\j98(i
In-W, 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 2r+@s g Rp#9T?i``[ 9) 优化 $gYy3y 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 \O]1QM94Y 7l-`k
n&?]GyQ ?}QHEk:H
o=!3=2@dh 优化结束后会弹出如下报告 X%+FM]
sFR'y.
vt;<+"eps 在输出结果可以看到当前评价函数数值 "}uPz4 3I)!.N[m 10) 光线追迹与结果分析 P7IxN)b7 |"[[.Adw9" 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 X#s:C=q1 jV_Eyi3  ulnG|3A9 +C~,q{u 优化后透镜的面型如下: dXKv"*7l 透镜渲染效果 RvL-SI%E cJ 5":^O
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