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2023-03-01 08:33 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 &cHA xker /=IBK` 本文您将会学到如下内容:
uoi~JF 透镜基本参数输入; H05xt$J 优化变量与评价函数设定; &\>. j| 优化; Pof]9qE-y 照度分析; @h)Z8so 3K{G =WE$ 2. 操作流程 ;*[oi &X&msEM 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。 F*TkQ\y i8|0zI
oj%(@6L |$+
xVi8 2) 创建透镜 e.VR9O]G i!u:]14> 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ,LftQ1*; 6O\a\z
ZBsV (t_%8Eu 3) 输入透镜参数 h}&1
7M 1.IEs:(; 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; U#>K( UR<a7j"@2
,%<ICusZ D7|qFx;]g
\9N
)71n( 将第二面的圆锥系数改为-1 m4x8W2q A w"Y_S8. 4) 创建LED光源 Hkzx(yTi >eM>Y@8=
4#Cm5xAt6 光源类型为Random plane ; Cc&SHG*R 光线数为10000; MN<uIqG LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; dh K<5E 形状选为椭圆; %Fp1c K wrm
ReT? 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. "(+p1
半径选择60度
`BzjDI:a 类型选择 Lambertian n@_aTY 形状选择 Elliptical 05s{Z.aK 2}0S%R( 波长选择默认默认波长 $iMbtA5aQ Power默认为1 watts Bv{DZ?{s 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 'y%*W:O H7CWAQPfj
we&D"V LED光源设定办法 ^?R8>97_? ^u-;VoK
hQ\W~3S55 LED光源的发光强度(极化角和方位角) *IQQsfL) LOi/+;>
@FaK/lKK 波长设定,颜色选为绿色 A;Av0@w ]=]fIKd
4_W*LG~2s 功率设定(在Power units选择Watts) jg\FD51$ /pQUu(~h_ 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ;5&=I|xqe
L]wk Ba
75W@B}dZd 创建平面探测器(plane) :CGh$d] + j]'ybpMT"
Nq"J[l*+g 8iUYZF 6) 创建分析面 0JU+v:J[= N7UGgn=
ukc<yc].+?
`=P=i>, 光线滤光器设置 -9;XNp E~
+g6YlT 7) 执行光线追迹 ]o($No X}ft7;Jpy
a St:G*a" o}e]W,
@ n^2UJ :vJ1Fo! 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。 dhV6r /|p6NK;8L *?YMoN 8) 优化设定 _<u>?
Qt
*]*0uo 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Xq%ijo ->)0jZax
HQGH7<=Om |* B9{/;4
ImsyyeY] 定义变量 "L+NN| =y0h\<[
IVso/! 定义评价函数 (RMS Direction Spread) @*=eqO ,SH^L|I
{r?+PQQ# 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) .TO#\!KBv _Lgi5B% 9) 优化 >!PCEw<i 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 /)<Xoa B3W2?5p
2#X>^LH @me ( pnD
^?S lM 优化结束后会弹出如下报告 n!h952" 4^7*R
#B5-3CwB 在输出结果可以看到当前评价函数数值 "0m\y+%8 8=-#LVo~c 10) 光线追迹与结果分析 qPn!.m$/ M3s:B& / 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 R=
.U bY O'S9y  UV\&9>@L
!SThK8j$7 优化后透镜的面型如下: XGAR8=tic 透镜渲染效果 >:|jds# o,!W,sx_
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