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FRED应用:准直透镜模拟与优化
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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\GS"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
UPs7{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?
)_$F/ug
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。
sj@B0R=Qo
J|vriI;
xj/Iq<'R*O
8) 优化设定
#=>t6B4af
|VlQ0{
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化
<+0TN]?
;xp^FKP
J<[Hw g
Tyc`U&
&<Gs@UX~w
定义变量
8Ja't8
HzdtR
"RZVv~BD
定义评价函数 (RMS Direction Spread)
Ygwej2
:?LUv:G
)ad-p.Hus
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
Gag=GHG
G}MJWf Hl
9) 优化
U _QCe+
注意:在优化之前,建议先保存原始文件
%hEhZW{:
e MX?x7
=!@5!
A^ :/*
Ucj eB
优化结束后会弹出如下报告
=LP,+z
"YUh4uZ~P
.fZ*N/
在输出结果可以看到当前评价函数数值
=3~u.iq$
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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