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2024-10-11 07:54 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 CO`_^7o9( ;dJ1 本文您将会学到如下内容: /K(o]J0F 透镜基本参数输入; k3uit+ge} 优化变量与评价函数设定; `|/<\ 优化; ]bK=FIK2 照度分析; yrlf+tl /C6k+0ApMT 2. 操作流程 uB]b}"+l D}mjN=Y 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。 6*3.SGUY Dp':oJC
HBMhtfWW )/wk( O+ 2) 创建透镜 sNLs\4v m8o(J\] 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens <?@NRFTe ;NHt7p8SE
oIduxbAp ]4pkcV
P 3) 输入透镜参数 yI"6Da6|y 0`[wpZ 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; fyByz=pl o/+13C
r_-_a(1R: fP(d8xTx2y
Y$?9Zkp> 将第二面的圆锥系数改为-1 <x<"n t #N`~xZ|$ 4) 创建LED光源 |563D#?cR ;oy-#p>N%
*^:N.&] 光源类型为Random plane ; E<Q
f!2s$ 光线数为10000; l\@)y4
+ LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; iLkZ"X.'|1 形状选为椭圆; 50o~ P!Lz| c1E'$-
K@ 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. PEc=\? 半径选择60度 uLWh| 类型选择 Lambertian PEW=@xj2y 形状选择 Elliptical ~,i-8jl,
.p e( lP 波长选择默认默认波长 9R7A8 Power默认为1 watts "C I=`= 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm .8by"?** 4#:W.]U8
lc~%= LED光源设定办法 n6BQk2l -(~!Jo_*'
z}*9uZ LED光源的发光强度(极化角和方位角) *q-['"f TztAZ2C
tF{D= ;G 波长设定,颜色选为绿色 H*$jc\
dC IX>d`O61*g
*1fb}C_ 功率设定(在Power units选择Watts) C<m{*C-`a gk0( ANx 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 5'X ]k@m_ c'S,hCe*
%nV]ibp2) 创建平面探测器(plane) F*3j.lI K>DRJz
MMx9(`t*. H\0~#(z?. 6) 创建分析面 4}eepJOn B4i!/@0s
r}mbXvn
JNJ=e,O, 光线滤光器设置 <U!`J[n% v33dxZ' 7) 执行光线追迹 'U\<IL#U rjp-Fw~1w
,^eYlmT>6 s#)5h0t#du
DUC#NZgw SBIj<Yy] 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。 9.a3&*tV[ K0}pi+= z6w3"9Um 8) 优化设定 :uK?4 ihP|E,L=L 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 #nK>Z[ %\H|B0
o!{w"K |ayVjqJ*
%0,#ADCqOe 定义变量 }}>q2y 8p@Piy{p
TiO"xMX 定义评价函数 (RMS Direction Spread) r0 ,:J pJt,9e6
w6{TE(]zp 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) &'
Ne!o8 |>tKq;/ 9) 优化 /iJ4{p 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 37|&?|| ~,5gUl?Il
17G'jiYH [N#,K02mk
NR5oIKP? 优化结束后会弹出如下报告 [5+}rwm&W :=\Hoz
\0vr>C 在输出结果可以看到当前评价函数数值 O2f-5Y$@ '{V0M<O 10) 光线追迹与结果分析 7[5.> h O^^C;U@U<1 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 -U/c\-~fU h >s!K9  8_tK4PwP
?l^1 *Q, 优化后透镜的面型如下: HLZ;8/|48m 透镜渲染效果 Ko&>C_N ZfgJ.<<
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