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2025-06-24 07:56 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 x]6OE]]8L g9I2 e<;o 本文您将会学到如下内容: ?cf9q@eAH 透镜基本参数输入; 75}BI&t3k 优化变量与评价函数设定; [_ESR/&N 优化; -sl]
funRy 照度分析; "#^11 o8 S{aK\>>H 2. 操作流程 <<K G S D U#6%8~ 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。 [5^"U+`{x ^0ZabR'
h\afO Hj"`z6@7 2) 创建透镜 gy/z;fB sF}T9Ue 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 8@ck" LUzD !T02@e/
%JmSCjt`G yhg^1l|t, 3) 输入透镜参数 'ek7e.x|V hl?G_%a 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; Zo}wzY~x>I wYK-YY:Q3
BXyg ? Va>~7
\&|)?'8rS 将第二面的圆锥系数改为-1 .~qu,q7k~ 6VpT*,2d~ 4) 创建LED光源 [f,; +Ze 8R}CvzI
9mfqr$3 光源类型为Random plane ; k\X1`D}R 光线数为10000; =b2/g[ LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 5%j
!SVW 形状选为椭圆; < I[ Vv'x 0L1NZY^! 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. -t2bHhG 半径选择60度 :it52*3= 类型选择 Lambertian ={y Mk 形状选择 Elliptical 4`Qu+&4J aaW(S K 波长选择默认默认波长 tb#. Y Power默认为1 watts zLdi 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ," ~ew , CL oc
gB,~Y511 LED光源设定办法 kKwb)i =NxT9$V
oZTKG' LED光源的发光强度(极化角和方位角) (;-<
@~2 $
\0)~cy
57*`y'CW 波长设定,颜色选为绿色 9BgR@b + HvEiY
U{Xg#UN 功率设定(在Power units选择Watts) QyN<o{\FD! CU'$JF 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ^y"5pfSR |c,,*^
=z`GC1]bL 创建平面探测器(plane) x`/"1]Nf MBZ/Pzl~
]/>(C76 DY| s|:d 6) 创建分析面 AB92R/ M-Gl".*f
&0A^_Z .nA
;G !JKg 光线滤光器设置 YmXh_bk uR#aO'' 7) 执行光线追迹 "i3wc&9!?W Bo.< 4P
0 ~2~^A#]\ dJ~AMol
&|cg`m M}Sn$h_ 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。 8XFs)1s[ '*K}$+l \/E+nn\) 8) 优化设定 N,N9K -js:R+C528 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 AG?cI@', h$3o]~t
T \d-r#{ [Aqy%mbG
O2z{>\ 定义变量 1nHQ)od 'vbrzI5m
@ Gxnrh6 定义评价函数 (RMS Direction Spread) PtP{_9%Dz F\LAw#IJ
(t$jb|Oa 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) O"%b@$p\L "9Q @&C 9) 优化 2/[J<c\G 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 1<
22, >iE/t$%1
U7GgGMw Yi?X|"\`
B{x`^3qR 优化结束后会弹出如下报告 S}QvG&c @D$^-
S6
D}.Pk>5 在输出结果可以看到当前评价函数数值 ANqWY&f nd~cpHQR^ 10) 光线追迹与结果分析 'IVNqfC)u 8OV;&Z,x 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 [WZGu6$SU 7sgK+
ip  gzV&S5A{_ t(d$v_*y51 优化后透镜的面型如下: ,gag_o{*a 透镜渲染效果 a| w.G "W j%_{tB
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