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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|,oIm 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 JU RJN+)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$* i0*6o3h aXyg`CDv 8) 优化设定 XOd mKhlYVn 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ?\Lf=[ Ol1P
J5*( PxDF eHHqm^1z
k{B;J\`E; 定义变量 4@* `V F)4;:".zna
s14; \ 定义评价函数 (RMS Direction Spread) &g\?znF]H Q^\f,E\S
h6C:`0o 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) vV 7L
:> t/0h)mL} 9) 优化 %2`geN< 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 o9L$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|~_
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