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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 0*37D 5jH  
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  
z4 4  
2. 操作流程 d)`nxnbMeM  
[{hLF9yPx  
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$Sx~  
&6|6J1c8  
3) 输入透镜参数 |HKHN? )  
|U;w!0  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; V Z4nAG  
YHwVj?6W  
VWnu#_(  
842Mydom  
Qs#9X=6e@  
将第二面的圆锥系数改为-1 7)ES!C   
`<]P"G  
4) 创建LED光源 Y{x[N}h  
\t&n jMWpZ  
"6|'& 6&  
光源类型为Random plane ; ~FK+bF?%  
光线数为10000; oT9XJwqnv  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ^*$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$X  
波长选择默认默认波长 8yJk81 gY  
Power默认为1 watts 3RTB~K8:{  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm AOvH&9**  
juve9HaW  
RN cI]oJ  
LED光源设定办法 j,gM+4V^  
l:kE^=6  
(>)+;$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`  
U 8 .0L  
创建平面探测器(plane) OM.(g%2  
@N:3`[oB  
~k:>Xo[|O  
sV Z}nq{  
6) 创建分析面 g'l7Jr3  
w-q=.RSTn=  
' 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  
]T28q/B;k  
EZu  
L 52z  
n 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  
,19"[: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>  
)I1V 2k$n  
在输出结果可以看到当前评价函数数值 vskM;  
Zi'8~iEH  
10) 光线追迹与结果分析 7 5cr!+  
` G/QJH{I  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
[ @71  
2LK*Cv[  
|kRx[UL  
So0,)  
优化后透镜的面型如下: Xv;ZAa  
透镜渲染效果
Op)R3qt{  
0DjBqh$  
羽翊 2025-12-26 10:30
好文,学习了 tw^.(m5d  
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