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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 |L}tAS`8 QJx<1# 本文您将会学到如下内容: ,ag*
/ 透镜基本参数输入; hQL@q7tUr 优化变量与评价函数设定; G2>s#Y5(, 优化; 1guiuR4 照度分析; pA@R,O>zr .K#'
Fec 2. 操作流程 Z%I 'sWOd v`7~#Avhz 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。 ?g*.7Wc %(\et%[]
6HVX4Z#VH v.,D,6qZ 2) 创建透镜 c,G[R k ^8?px&B y: 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens SU~ljAF4 Mt~2&$>
1u }2}c| qyY/:&E, Z 3) 输入透镜参数 oHu 7<r u+pZ<Bb 两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; #Qu|9Q[QH TD!c+${w
|Ur$H!oe?' @]V_%,
ExOSHKU,e 将第二面的圆锥系数改为-1 I]91{dq 9}G<\y 4) 创建LED光源 Ff[GR$m 2P|j<~JS
'f7s*VKG 光源类型为Random plane ; i)]^b{5nyB 光线数为10000; Z =*h9,MY LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ?y~"\iP 形状选为椭圆; S=`#X,Wo 0(A&m , 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Dv=pX.Z+ 半径选择60度 aSfAu!j) 类型选择 Lambertian [ofZ1hB4 形状选择 Elliptical *!}bU` c 1{nOx 波长选择默认默认波长 19\
V@d^ Power默认为1 watts A] f^9F@ 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ,#(k|Zztc 05YsLNh
R, UYwI LED光源设定办法 +,4u1`c|$ .fNLhyd
Cuom_+wV& LED光源的发光强度(极化角和方位角) x 4`RKv2m vyruUYFWe
AK$i0Rn;pm 波长设定,颜色选为绿色 -EWC3,3 TmLfH
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xL!@$;J 功率设定(在Power units选择Watts) W@vCMy! <s (o?U 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane yOm#c>X +)*oPSQ5
cnU()pd 创建平面探测器(plane) LP//\E_] L&Pj0K-HT3
ujeN|W xc1-($Q, 6) 创建分析面 b'(Hwc\ t '6f)^DYA'?
q.d
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D4U<Rn6N_5 光线滤光器设置 zkHyx[L "V<7X%LIX 7) 执行光线追迹 #i-b|J+%
lN[#+n
L=kETJ:g 0
TOw4pC
&nwk]+,0W# x UTlM 可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 jFwJ1W;?- `&FfGftc ME'LZ"VT 8) 优化设定 \m~Oaf;$ $&.
rS.* 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 c^}DBvG, O`0\f8/.?
CWS]821; @BI;H
V%k
NnO%D^P] 定义变量 }ZfdjF8N! z/f0.RJ
r5PZ=+F 定义评价函数 (RMS Direction Spread) He LW* {6HgKI
*4[P$k$7 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) D]+@pKb X ="]q|Z 9) 优化 v)LSH;< 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 T&]IPOH9 UMlvu?u2p1
lO8GnkLE 5O:4-}hz
c) _u^Dh 优化结束后会弹出如下报告 a*!9RQ 9K=K,6
b
gmtS3, 在输出结果可以看到当前评价函数数值 M8f[ ck 8k?V&J ` 10) 光线追迹与结果分析 \r-v]]_<d Ny]]L 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 OZ2faf G(#EW+  I\('b9"* |uM(A~? 优化后透镜的面型如下: Cuo"6, M 透镜渲染效果 XZj3x',; P&AaD!Qn
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