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2024-10-11 07:54 |
FRED应用：准直透镜模拟与优化
1. 摘要 qJjXN+ /D
F32N e6Y6"
本文您将会学到如下内容： ~%SmH [i
透镜基本参数输入； N?xZ]?T
优化变量与评价函数设定； *&WkorByW
优化； C,*3a`/2M^
照度分析； qOA+ao
<evvNSE
2. 操作流程 1J`<'{ *
G`n |fuv
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。 / z<7gd~oU
nkI+"$Rz0
 2nNBX2 o&_
pbfIO47ZC
2) 创建透镜 C5}c?=#bdf
#Tc]L<."
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens T1$fu(f
baL O~C
 j@N z
-^1}J
3) 输入透镜参数 cyM9[X4rC
U0%T<6*H
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； ,;3bPjey
_?]0b7X
 0P{^aSxTP
1NHiW
v
 a
~s:f5S>
将第二面的圆锥系数改为-1 e"Y ( 7<
JD`IPQb~ E
4) 创建LED光源 xq6
eu
9
\,UpFuU\
 g mdJ8$
光源类型为Random plane ; )b%t4~7
光线数为10000； rJj NoY
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； m :6^yfS
形状选为椭圆； Mi>!
s3(m kdXv
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. jHPkfwfAF
半径选择60度 BlLK6"gJT
类型选择 Lambertian \l tbiDP2
形状选择 Elliptical HZINsIm!?
0oNN EC
波长选择默认默认波长 '99rXw
Power默认为1 watts Kw%to9 eh)
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm : d AC:h
)WBp.j /#
 ?-Qq\D^+
LED光源设定办法 YkN0,6
8+*
1s7{
 8O[br@h:5
LED光源的发光强度（极化角和方位角） xK*G'3Ge
!W\za0p
 )r0X Qa]@$
波长设定,颜色选为绿色 00 9[`Z
Ub,5~I+`
 &@v&5EXOw
功率设定（在Power units选择Watts） HXeX !
&GfDo4$
5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ]>9[}'u
A!^
d8#~.
 s Jkx_5kk/\
*'-[J 2
6) 创建分析面 "W b>y*S
B>; `$-
 5!s7`w]8*0
 ]lqe ,>
光线滤光器设置 MaS-*;BY,
gLss2i.r
7) 执行光线追迹 ;hV-*;>
;R W0Dn)Q
 &cpqn 2Z
@$7'{*
 !'z"V _x~
D7lRZb
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 ]as+gZ8
Z?f-_NHg
u2E}DhV
8) 优化设定 ?mp}_x#=
FyhLMW3
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 7~qyz]KkE
ysH'X95
 uPVO!`N3
&SW~4 {n:
 ~]Weyb[ N
定义变量 PJ))p6
9
Ods~tM
 D & Bdl5g
定义评价函数 （RMS Direction Spread） / tG[pg{[
GK`U<.[c
 j,79G^/YG
优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) p f `v H`r
XY, !vLjL
9) 优化 s$Vz 1B
注意：在优化之前，建议先保存原始文件 ?~3Pydrb #
7o7*g 7
 cz41<SFL
E#~J"9k98
 - 4v2]
优化结束后会弹出如下报告 q\G7T{t$.
?&JK q^9\I
 cB 6LJ}R
在输出结果可以看到当前评价函数数值 $ vBFs]h
A~ @x8
10) 光线追迹与结果分析 G.:QA}FE'
] 1s6=
11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布  ATF>"Ux .k"unclT0 
HP,{/ $i:
优化后透镜的面型如下： wz{&0-md*'
透镜渲染效果 &9EcgazV
!>?*gc.<
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