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infotek 2025-06-24 07:56

FRED应用:准直透镜模拟与优化

1. 摘要 hGj`IAW  
<MgC7S2I  
本文您将会学到如下内容: m-HBoN  
 透镜基本参数输入; m&+V@H  
 优化变量与评价函数设定; P5oYv  
 优化; C*Wyw]:r  
 照度分析; ?d@zTAI  
AzFS6<_  
2. 操作流程 9&'HhJm  
"]x#kM  
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。 j&Y{ CFuZ  
Io]KlR@!T  
8RU91H8fE  
Aw=GvCo<  
2) 创建透镜 Lo5CVlK  
a5uBQ?  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens J6g:.jsK!  
WU{9lL=  
$Sc;  
F 8 gw3  
3) 输入透镜参数 (?#"S67  
x1`zD*{  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; `_ )5K u}  
zQx6r .  
;BW9SqlN  
V7$-4%NL  
7 MG<!U  
将第二面的圆锥系数改为-1 -[ xbGSj{  
ivJTE  
4) 创建LED光源 RwDXOdgu  
A\QrawBp0l  
?xb2jZ/0X  
光源类型为Random plane ; EL;OYW(  
光线数为10000; ?io ,8  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; k;pU8y6Y  
形状选为椭圆; 5~=wia  
#s|,o Im  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. N3@gvS  
半径选择60度 /|,:'W%U  
类型选择 Lambertian )KcY<K  
形状选择 Elliptical 'Jl3%axR  
F7U$ 7(I2G  
波长选择默认默认波长 oZ!+._9  
Power默认为1 watts [A#>G4a<  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm /[>zFYaQ  
0l~z0pvT  
4 |xQQv  
LED光源设定办法 b0yNc:  
Ls{]ohP  
7*g'4p-  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) L?r\J8Ch<  
J9XV:)Yv#  
>(eR0.x  
波长设定,颜色选为绿色 e\ O&Xe  
e4Xo(EY &  
y+P$}Nru  
功率设定(在Power units选择Watts) bh UghHT  
bC%}1wwh  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane jn#Ok@tZ  
-|`E'b81  
2hE+Om^n  
创建平面探测器(plane) sH\ h{^  
#4ii!ev  
& 6~AY :0r  
Mx=L lC)  
6) 创建分析面 s]i<D9h  
JbW!V Y  
l&6+ykQ  
9H,Ec,.  
光线滤光器设置 Wj\< )cH]  
e7JZk6GP#9  
7) 执行光线追迹 {y==8fCJ  
-mqTlXM  
 y jY}o  
JURJN+)z  
X1\ao[t<;c  
j8{,u6w)-  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 z)&GF$*  
i0*6o3h  
aXyg`CDv  
8) 优化设定  XOd  
mKhlYV n  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ?\Lf=[  
Ol1P  
J5*(PxDF  
eHH qm^1z  
k{B;J\`E;  
定义变量
4@*`V  
F)4;:".zna  
s14;\  
定义评价函数 (RMS Direction Spread) &g\?znF]H  
Q^\f,E\S  
h6C:`0o  
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) vV 7L :>  
t/0h)mL}  
9) 优化 %2`geN<  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 o9L$B  
l?swW+ x\  
a0[Mx 4  
CHNIL^B  
_4MT,kN  
优化结束后会弹出如下报告 +5IC-=ZB  
!L\P.FP7b  
C4/p5J  
在输出结果可以看到当前评价函数数值 9Z;"9$+M  
u!K5jqP  
10) 光线追迹与结果分析 >KMTxHE`+  
#Yr/GNN  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
S#l6=zI7^R  
'*,P33h9<!  
i>n)T  
QR]61v:`  
优化后透镜的面型如下: ]0&ExD\4  
透镜渲染效果
)A H)*Mg  
}_"<2|~_  
羽翊 2025-12-26 10:30
好文,学习了 1>e%(k2w%  
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