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2025-06-24 07:56 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 0*37D5jH ON:LPf>"- 本文您将会学到如下内容: (k7; 透镜基本参数输入; Q,[rrG;?@ 优化变量与评价函数设定; c2tEz&=G 优化; zyIza @V( 照度分析; XMjI}SPG z44 2. 操作流程 d)`nxnbMeM [{hL F9yPx 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。 c.|sW2/ jrDz7AfA
daaga}]d ek Y? 2) 创建透镜 1C^HCIH7J .F{}~K] 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens /ig^7+# T=hm#]
&xPOp$Sx~ &6|6J1c8 3) 输入透镜参数 |HKHN?) |U;w !0 两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; V Z4nAG YHwVj?6W
VWnu#_( 842Mydom
Qs#9X=6e@ 将第二面的圆锥系数改为-1 7)ES!C `<]P"G 4) 创建LED光源 Y{x[N}h \t&n
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"6|'&6& 光源类型为Random plane ; ~FK+bF?% 光线数为10000; oT9XJwqnv LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ^*$WZMMJ1 形状选为椭圆; 1Ud
t9$~T HQ-N!pf9 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. cG~_EX$ 半径选择60度 zWKrt.Dg 类型选择 Lambertian "9MX,}X* 形状选择 Elliptical g/n"N>L 4nVO.Ud0$X 波长选择默认默认波长 8yJk81
gY Power默认为1 watts 3RTB~K8:{ 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm AOvH&9** juve9HaW
RN cI]oJ LED光源设定办法 j,gM+4V^ l:k E^ =6
(>)+;$Dr,\ LED光源的发光强度(极化角和方位角) .PA?N{z n]6w)wE(
_3FMQY( 波长设定,颜色选为绿色 Z;dwn~Tw R[ +]d|L
t`&s 功率设定(在Power units选择Watts) \a~;8):q=i Bt`r6v;\ 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ;r2b@x:<_ s]V{}bY`
U8.0 L 创建平面探测器(plane) OM.(g%2 @N:3`[oB
~k:>Xo[|O sVZ}nq{ 6) 创建分析面 g'l7Jr3 w-q=.RSTn=
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m#Ymp
)Sh;UW 光线滤光器设置 %Tm'aY" im^I9G
7) 执行光线追迹 `b,g2XA 07HX5 Hd
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B|C-.F 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。 fSb@7L D-;43>yi< DQHGq_unP 8) 优化设定 lf7H8k, - gs2&0rnOy\ 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 y5opdIaT jl?y}
O'?lW~CD.> !un"XI0`t<
4h2bk\z- 定义变量 #IciNCIrG ,1 9" [:WN
'XjHB!!hU 定义评价函数 (RMS Direction Spread) tZ6v@W VE+p&0
l=.InSuLT 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 9R<J$e [E&"9%K 9) 优化 )}k`X<~k 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 vN[m5)aT uc
`rt"
cVt$#A) [+5SEr}
6-E4)0\ 优化结束后会弹出如下报告 8CHf. SXh JZ*?1S>
)I1V2k$n 在输出结果可以看到当前评价函数数值 vskM; Zi '8~iEH 10) 光线追迹与结果分析 75cr!+ ` G/QJH{I 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 [@71 2LK*Cv[  |kRx[UL So0,) 优化后透镜的面型如下:
Xv;ZA a 透镜渲染效果 Op)R3qt{ 0DjBqh$
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