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2024-10-11 07:54 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 ^)oBa=jL4 =jXBF. 本文您将会学到如下内容: *:S_v.Y3" 透镜基本参数输入;
f?vbIc` 优化变量与评价函数设定; R8LJC]6Bh 优化; ,Ta k', 照度分析; @oE^( ]!CMo+ 2. 操作流程 3L}eFg,d C.qNBl* 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。 'KvSI=$ gQ90>P:
o;#:% JBqL0H 2) 创建透镜 jN))|eD0x Zp8\n: 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens by07l5 )oqNQ'yZ
[$\KS_,Mn nv$>iJ^~H 3) 输入透镜参数 /LwS|c6}} {A^ 3<=| 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; 4eVQO%&2 |5il5UP
EzII!0 F #aI(fQZe
+_E^E 将第二面的圆锥系数改为-1 ^IQtXae6M we:P_\6 4) 创建LED光源 mVXwU](N qa-%j +
P^(uS'j)+ 光源类型为Random plane ; &{4KymB: 光线数为10000; aH/8&.JLi LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 88 x2Hf5I 形状选为椭圆; <C1w?d$9I >c`r&W.t 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. &=f] a 半径选择60度 *.us IH2 类型选择 Lambertian Vh ?5 形状选择 Elliptical oU l0w~Xn ,
wXixf2 波长选择默认默认波长 +MR]h
[ Power默认为1 watts `.i #3P 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm J]W?
Vvv [_T6
8u%rh[g' LED光源设定办法 8Y"R@'~ >//yvkZ9,
lvOM1I LED光源的发光强度(极化角和方位角) D`'h8:\ 0g8ykGyx
4V<.:.k 波长设定,颜色选为绿色 Tuz~T
_M Sq]VtQ(
*j~ObE_y 功率设定(在Power units选择Watts) DX0#q # 0VnRtLnqI 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane j'x@P+A %)ri:Q q
_TwEym.V 创建平面探测器(plane) !c"EgP+ TO&^%d
}wB!Bx2 '2qbIYanh 6) 创建分析面 }0[<xo>K 3qQ}U}-; |
qP[_!C.
yxtfyf|9 ' 光线滤光器设置 wG&Z7C b Bx/)Sl@ 7) 执行光线追迹 nt%fJ k }ssP%c]
SJ}PV:x T|&u?
ZcHd.1fXh # uy^AC$ 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。 ~\*wt( o ki'<qa Z,-J
tl 8) 优化设定 4d_Az'7`4 HXN. ,[ 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 33ZHrZ ;Kh[6{ W
g) ofAG2 >uo=0=9=
-k
}LW4 定义变量 8M0<:p/ 6>3zD)tG
]|N"jr?7H 定义评价函数 (RMS Direction Spread) IrIW>r} - [s+FX5' K
}R~C<3u\2 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) L'$({ = Qn8Y`U 9) 优化 =eR#]d 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 E<p<"UjcCJ L<G6)'5W
cR&d=+R& "u'dd3!
t]{, 7.S 优化结束后会弹出如下报告 5k
c?:U& #'m#Q6`
[,Y;#; 在输出结果可以看到当前评价函数数值 Bw<$fT` (SCZ.G(> 10) 光线追迹与结果分析 4<- E0 -dw/wHf" 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 'X\C/8\ #4AqWyp#f  ;xSlRTNT=6 ; m:I 优化后透镜的面型如下: AHT(Z~C 透镜渲染效果 >J,IxRGi j'XND`3
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