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2024-10-11 07:54 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 `68@+|# >
$O]Eu! 本文您将会学到如下内容: 3$jT*OyG# 透镜基本参数输入; eVEV}`X 优化变量与评价函数设定; 9"N~yKa`"K 优化; HCIU!4rH 照度分析; _:ReN_0 )\1@V+!E% 2. 操作流程 8Q.T g. Giid~e33 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。 2Sle#nw3 KKb,d0T[
E:,/!9n J-[,KME_^ 2) 创建透镜 9Uh"iMB +=>,Pto< 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ntu5{L'8 5us:adm[pD
6`&a&%,O jSJqE_ 1 3) 输入透镜参数 ^\hG"5# m~w[~flgZ 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; b10cuy|a/X MOQ6:
>Ifr [ 6gkV*|U,e
{yBs7[Wn 将第二面的圆锥系数改为-1 kS %Ydy#:' +xRK5+}9 4) 创建LED光源 nB_?ckj, Hf%@3X
u^^vB\"^ 光源类型为Random plane ; p99] 光线数为10000; pD8+ 4;A LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; bYcV$KJk 形状选为椭圆; {IjF+@I t DO=P
c 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. G?9"Y% 半径选择60度 zZ:>do\2 类型选择 Lambertian ?Lx24*5% 形状选择 Elliptical kF3k7,.8& AKY1o.>z 波长选择默认默认波长 .fn\]rUv Power默认为1 watts xn?a. 3b' 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm
&U{#Kt5q , |0}<%
DMs,y{v LED光源设定办法 ajve~8/& q'+)t7!
i9rN9Mq?O LED光源的发光强度(极化角和方位角) j SHk{T!J <c*FCblv
nI[os 波长设定,颜色选为绿色 l\f*d6o 3t.l5m
Rg5
m\;R2"H% 功率设定(在Power units选择Watts) 3D6RLu SDL7<ZaE 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ZVW'>M7. uY0lR:|
;^+\K-O]c 创建平面探测器(plane) !d'GE`w T \h+AXs<j
6S},(= u]:oZMnj 6) 创建分析面 sm9k/(- } FE>|1
Qo>b*Ku;
zlyS}x@p 光线滤光器设置 aasoW\UG -7SAK1c$ 7) 执行光线追迹 "WlZ)wyF% \c,ap49RC
S2E8Gq9 `34zkPB??
CJtcn_.F N1}c9} 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。 y~(h>gi,x 2{D{sa ky8_UnaO 8) 优化设定 rUTcpGH mD/9J5: 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 'Jiw@t<o3` =pr`'
q$p%ZefZ Qd)q([
0mpX)S 定义变量 (DJ"WG zofa-7'Bn
%) /s; Q, 定义评价函数 (RMS Direction Spread) &]V.S7LC# ><RpEnWZ<
DP[IZC
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) Gq+z /Be FO+Zue.RS 9) 优化 lvdf^b/
j 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 1Rq,a s kvGU(G}
Hfv 7LM *lYVY)L
)(A]Ln4 优化结束后会弹出如下报告 :D euX \j+1V1t9
$>G8_q 在输出结果可以看到当前评价函数数值 H
>j u&^b~#T 10) 光线追迹与结果分析 oOnop-z7 [I0:=yJ+ 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 67VL@ ] FFl!\y*0z  8H;t_B oNr-Q& C, 优化后透镜的面型如下: R(!s 透镜渲染效果 nR7d4) y.anl
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