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2025-06-24 07:56 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 1M5 -pZ[D qc8Ta" 本文您将会学到如下内容: h8}8Lp(/' 透镜基本参数输入; (O5)wej 优化变量与评价函数设定; :EHQ .^ 优化; _vrWj<wyf 照度分析; womq^h6 YdOUv|tZC 2. 操作流程 MV936 HhSjR%6HY; 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。 vA?_-. J 9N
Le&o
TbNGgjT kL7^$ 2) 创建透镜 !wh=dQgMe
(K
#A 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens EF;,Gjh5p J+2R&3;_O
Pz473d 0n5UKtB 3) 输入透镜参数 -V=arm\#z k&GHu0z 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; TETsg5# 9*_uCPR
R;THA! 0j@Ix EPs
f5?hnt`m 将第二面的圆锥系数改为-1 Z=9dMND D@hmO]5c 4) 创建LED光源 _i@x@:_l `Cj,HI_/*
37>MJ 光源类型为Random plane ; lIq~~cv) 光线数为10000; 7Po/_% LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; .
bG{T| 形状选为椭圆; NgxO&Zp bOXh|u_3i 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. SJ(9rhB5*. 半径选择60度 h.b+r~u 类型选择 Lambertian a;p6?kv 形状选择 Elliptical #NF+UJYJ&' 7SHo%bA 波长选择默认默认波长 :yD@5) Power默认为1 watts A_Gp&acs$ 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm
rk|a'& -s~p}CQ.
):E'`ZP!F LED光源设定办法 IMR$x(g=
F &
=sa yP
m/N(%oMWB= LED光源的发光强度(极化角和方位角) ~%G Ssm\J uN&M\(
o}R|tOe 波长设定,颜色选为绿色 2$Y3[$ Vx(;|/:
JOHp?3 "4 功率设定(在Power units选择Watts) "GB UQ} |ZuDX87 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 8 )`5P\ g[<uwknf
~p!QSRu~,b 创建平面探测器(plane) }'_ :XKLj bl9E&B/
)XZ,bz*jn mZ &] 6) 创建分析面 nTQ (JDf {8i}Ow
Ua!Odju*w
gU*I;s> 光线滤光器设置 A'(k
Yc CCwK8`% 7) 执行光线追迹 "p2u+ 8? 7dx4~dF
BC&^]M C890+(D~
IT7:QEfKU XAGiu;<,= 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。 <#!8?o&i akY6D]M j[BgP\&, 8) 优化设定 :'TX"E! +0)5H>h 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 lHRK'?Q K
oL%}u&
r]Z.`}Kkm ]dQZ8yVK
!FO:^P 定义变量 |O'Hh7 l$qmn$Uc
fG^7@Jw:G 定义评价函数 (RMS Direction Spread) Y-?51g [u `_6@3-%
ZlUFJ*pk 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) ">0 /8] l g!z8oPT 9) 优化 FxMMxY,*% 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 Z7ZWf'o zbdOCfA;
vHoT@E#}' AZ]Z,s6
__Vg/C!W 优化结束后会弹出如下报告 A89Y;_4y 9,}fx+^
jAsh
在输出结果可以看到当前评价函数数值 6!i(
\Q* oKZ[0(4< 10) 光线追迹与结果分析 F\I5fNs@ iFXUKGiV 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 @faF`8LwA )I^)*(}  Ul7,k\q@ B>c[Zg1 优化后透镜的面型如下: V/+H_=| 透镜渲染效果 F^J&g%ql })Ix.!p
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