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2024-10-11 07:54 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 .]0:`Y,; g W?Hd/ 本文您将会学到如下内容: jgqeDl\=+ 透镜基本参数输入; BC85#sbl 优化变量与评价函数设定; f[*g8p 优化; N3V4Mpf 照度分析; YkQ=rurE
)afH: 2. 操作流程 np\*r|U [,Y;#; 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。 Q>xp 90&.n VrKLEN\
+O1=Ao ,D.@6bJW 2) 创建透镜 >J,IxRGi PKev)M;C+ 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Pk8(2fAYk /GA-1cS_(
:2lM7|@/ M2A3]wd2a 3) 输入透镜参数 ZC &~InN _AiGD 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; [C3wjYi }]pO R&o
L(/wsw~y*
>qdRqy)DC
ZV!*ZpTe~ 将第二面的圆锥系数改为-1 0
d2to5 ( CelM~W$=u 4) 创建LED光源 =]L#v2@ /pp;3JPf
2~)q080jh 光源类型为Random plane ; x&gS.b* 光线数为10000; WWA!_ LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; OQ<NB7'n0A 形状选为椭圆; YY$O"!." 6 w0r)
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. /j:-GJb*!u 半径选择60度 UQ2;Dg G% 类型选择 Lambertian Ucj>gc= 形状选择 Elliptical !_:|mu' ^p~ 3H 波长选择默认默认波长 C2?p>S/q Power默认为1 watts -<5H8P- 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm &^ =Y76 e pAC%a
+B
OuU# LED光源设定办法 {Yti W0Q;1${
L;'v,s LED光源的发光强度(极化角和方位角) =!2(7Nr }}v28"\TA
="[6Z$R 波长设定,颜色选为绿色 j"<F?k@`Q 1L.yh U\
Oc^bbC 功率设定(在Power units选择Watts) btB> -pT g8;JpP w 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane p:qj.ukw 9/50+2F
iLkP@OYgQ 创建平面探测器(plane) Z65]| %D*yXNsY
!CuLXuM GwZ(3 6) 创建分析面 (B;rjpK )WazbT@
(:T\<
NpY zN|W: 光线滤光器设置 vh^,8pPy C9FQo7 7) 执行光线追迹 eI*o9k$Qs (SYSw%v$A
mw&)j R$& XqTDLM&
p/inATH Az>gaJ/_ 可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 WT>2eMK[ Wi(Ac8uh \LpR7D 8) 优化设定 uVw|fT m339Y2%= 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 cp>1b8l6? J.QFrIB{]+
2hI|]p k),.
8z
h{?0 定义变量 /<$\)|r 6S#e?>"+
YCd[s[ 定义评价函数 (RMS Direction Spread) v5;V$EGD& qKg*/)sD(
5u-jjUO 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) fSFb)+ Vyqj)1Z8> 9) 优化 Xn
1V1sr 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 B#T4m]E/ OWRT6R4v
e1j3X\ \ @H^Yf
6eh\-+= 优化结束后会弹出如下报告 @Js^=G2 RrGFGn{
KK%R3{ 在输出结果可以看到当前评价函数数值 O+^l>+ZGj? E9IU,P6a 10) 光线追迹与结果分析 Nf<mgOAT1 ZYy?JDAO 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 wjm _bEi x$;I E  w+NdEE4H9z %|:Gn) 8 优化后透镜的面型如下: pp#xN/V#a 透镜渲染效果 V9 dRn2- [ {m)$ b
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