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2024-10-11 07:54 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 $4M3j%S uuC/F_='B 本文您将会学到如下内容: 7PvuKAv?k 透镜基本参数输入; <n`|zQ 优化变量与评价函数设定; yi%B5KF~Al 优化; @LmUCP~ 照度分析;
^Ta"Uk' FVpe*] 2. 操作流程 BW*zj=N% {l1;&y? 1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 Sn+Yi B=p'2lla
l:[=M:#p Cv=0&S. 2) 创建透镜 <<xJ-N GS^4tmc 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ]zm6;/S p*'?(o:=
}l2JXf55 BdYh: 3) 输入透镜参数 &,)tD62s >ylVES/V 两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; \E30.>%, HvngjP{>
0j yokER s0h)~z
8;5/_BwMu 将第二面的圆锥系数改为-1 Yl f4q/- WV% KoM,% 4) 创建LED光源 ~+g5?y 8,=$>@u
-Z@p
光源类型为Random plane ; xWMMHIu 光线数为10000; g=%&p?1@E LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; r3-3*_ 形状选为椭圆; F,bl>;{[{ Ob6vg^# 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. t Z%?vY~! 半径选择60度 jL8zH 类型选择 Lambertian tEUmED0FY 形状选择 Elliptical hG67%T'}A tX_eN 波长选择默认默认波长 wfdFGoy( Power默认为1 watts o6r4tpiR5 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm gM*s/,;O" t&xx-4
f.= E. % LED光源设定办法 4|(?Wt)5 w9FI*30
{
nV zN( LED光源的发光强度(极化角和方位角) GxkG$B EDo
(
=6sXZ"_Tw 波长设定,颜色选为绿色 Q@8[q l1l qkIU>b,B
VC.?]'OqD 功率设定(在Power units选择Watts) X=3@M_Jzo [a3
0iE 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane gY9"!IVe+
coWB KWF
dc05,Bz 创建平面探测器(plane) xR:h^S^W ~ #jX>FXo
~K9U0ypH nR7\ o(! 6) 创建分析面 +RkYW*|$S ~laZ(Bma);
a%dx\&K
}]I?vyQ#V 光线滤光器设置 =r~.I gNwXOd u 7) 执行光线追迹 !A!\S/x4 Iqsk\2W]a3
K +~v<F R*X2Z{n
jO55<s94 qx)k1 QY 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。 ZkW@ |v
o!~bR
-Q6pV<i 8) 优化设定 [Ni4[\ +&OqJAu 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 C~qhwwh 4*x!B![]y
\#aVu^`eX tWnm{mF
W[Bu&?h$ 定义变量 PoJ$%_a} F-^HN%
_sVs6AJ 定义评价函数 (RMS Direction Spread) H|UL5<:]D l,.?-|Poa
`l2q G# 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) hli10p$ Zjg\jo 9) 优化 |a{]P=<q 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 |Vi&f5p,@ 6[.Mx}h6
K;[%S Z~c'h
.gGvyscdH; 优化结束后会弹出如下报告 A[kH_{to; _wNPA1q0J
|QLX.. 在输出结果可以看到当前评价函数数值 V=&,^qZ ,g_onfY 10) 光线追迹与结果分析 U@MP&sdL toqzS!&.v 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 \oX8/-0 f Wk\@n+Q{]  c^O#O o^Yspp 优化后透镜的面型如下: q9Sz7_K 透镜渲染效果 1G%PXrEj8 P0e ""9JOo
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