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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 .] 0:`Y,;  
gW?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.@6 bJW  
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  
}]pOR&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"!."  
6w0r)  
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 Uc j>gc=  
形状选择 Elliptical !_:|mu'  
^p~3H  
波长选择默认默认波长 C 2?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 {Yt i  
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;JpPw  
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  
Gw Z(3  
6) 创建分析面 (B;rjpK  
)Waz bT@  
(:T\<  
NpYzN|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$EGD&  
qKg*/)sD(  
5u-jjUO  
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) fSFb)+  
Vyqj)1Z8>  
9) 优化 Xn 1V1sr  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 B#T4m]E/  
OWRT6R4v  
e1 j3X\ \  
@H^Yf  
6eh\-+=  
优化结束后会弹出如下报告 @Js^=G2  
RrGFGn{  
KK%R3{  
在输出结果可以看到当前评价函数数值 O+^l>+ZGj?  
E9IU,P6a  
10) 光线追迹与结果分析 Nf<mgOAT1  
ZYy?JDAO  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
wjm_bEi  
x$;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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