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infotek 2024-10-11 07:54

FRED应用:准直透镜模拟与优化

1. 摘要 *G|w#-\.c  
^VCgc>x;  
本文您将会学到如下内容: 6BT o%  
 透镜基本参数输入; bL>J0LWQ  
 优化变量与评价函数设定; 6`$HBX%.K  
 优化; >gNVL (  
 照度分析; 0. _)X  
m4FT^ ^3yE  
2. 操作流程 OmO/x  
*^]Hqf(`  
1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 #kD8U#  
hVPSW# .d  
XD>(M{~  
8RS=Xemds  
2) 创建透镜 g~EJja;  
7Ddo ^Gtx  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens hiKgV|ZD  
@SA:64 9  
no_(J>p^&  
4 \*!]5i  
3) 输入透镜参数 `/en&l  
KtWn08D!  
两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; A1{ 7g<k6  
Ji<^s@8Zc  
KrwG><+j  
Lyjt$i W%  
{%WQQs  
将第二面的圆锥系数改为-1 04eE\%?  
(<RZZ{m  
4) 创建LED光源 %W!C  
4c"x&x|  
<[9{Lg*D  
光源类型为Random plane ; \-A=??@H  
光线数为10000; D@ :w/W  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; I"/p^@IX  
形状选为椭圆; yHS=8!  
wBr$3:  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. D,FX&{TYU  
半径选择60度 >^vyp!  
类型选择 Lambertian e))fbv&V  
形状选择 Elliptical -8;@NAUa  
rdK=f<I]  
波长选择默认默认波长 p BU,"Yy&  
Power默认为1 watts &%."$rC/0b  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm lCmTm  
1\G S"4~P  
zd1X(e<|{  
LED光源设定办法 ~&bn} M>W  
{pEay|L_  
7GN>o@t  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) :G+8%pUX]  
TiiMX  
<pAN{:  
波长设定,颜色选为绿色 q/I':a[1  
=7&2-'(@  
G&P[n8Z$  
功率设定(在Power units选择Watts) <5oG[1j  
')ZM# :G  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane N%8O9Dp8;  
~j}7Fre  
 U/v }4b  
创建平面探测器(plane) TFrZ+CcWp2  
Qrr8i:Y^  
1A>>#M=A  
E1p?v!   
6) 创建分析面 \UKr|[P  
U Ps7{We W  
!U}dYB:O  
FT0HU<." 1  
光线滤光器设置 {rp5qgVE<  
Yxe%:  
7) 执行光线追迹 p[kEFE,%  
lPA:aHcj  
.2y2Qm  
1+P&O4>  
P)VysYb?  
)_$F/ug  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 sj@B0R=Qo  
J|vriI;  
xj/Iq<'R*O  
8) 优化设定 #=>t6B4af  
| Vl Q0{  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 <+0TN]?  
;xp^F KP  
J<[Hw g  
Tyc`U&  
&<Gs@UX~w  
定义变量
8Ja't8  
Hzd tR  
"RZV v~BD  
定义评价函数 (RMS Direction Spread) Ygwej2  
:?LUv:G  
)ad-p.Hus  
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) Gag=GHG  
G}MJWf Hl  
9) 优化 U _QCe+  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 %hEhZW{:  
e MX?x7  
=!@5!  
A^ :/*  
Uc j eB  
优化结束后会弹出如下报告 =LP,+z  
"YUh4uZ~P  
. fZ*N/  
在输出结果可以看到当前评价函数数值 =3~u.iq$  
2aROY2  
10) 光线追迹与结果分析 3_AVJv ;N  
fT:a{  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
-+#QZ7b  
:E$<!q  
^#^\@jLm  
F;I %9-R  
优化后透镜的面型如下: !R{C  
透镜渲染效果
y.pwj~s  
Iuh1tcc  
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