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2024-10-11 07:54 |
FRED应用:准直透镜模拟与优化
1. 摘要 |d~'X%b% <!G\%C 本文您将会学到如下内容: k8J zey]X 透镜基本参数输入; )sQ/$gJ 优化变量与评价函数设定; =!DX,S7 优化; Q)XH5C2X 照度分析; "{+2Q 7MZH'nO 2. 操作流程 96;5 %R?WkG 1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 lq.]@zlSO *otgI"y\
]iW:YNvXA LRWM}'.s 2) 创建透镜 .*`]x
s5G`?/ 在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens y5*zyd z}==6|{
V=&M\58 569p/? 3) 输入透镜参数 8kcMgCO =rZ'!Pa 两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; Nw9:Gi Yh^8
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~s-gnp IYtiX
hP'4PLK 将第二面的圆锥系数改为-1 KkTE -$- u^MRKLn 4) 创建LED光源 y'b*Dk{ \K"7U
I0H]s/*C%9 光源类型为Random plane ; \ `z%5/@f; 光线数为10000; }%PK %/ zI LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 21Dc.t{ 形状选为椭圆; fwA8=oSZd zjow % 在光线方向上选择Random Direction into an angular range. j
`!Ge 半径选择60度 7BINqVS& 类型选择 Lambertian V'>P lb.A 形状选择 Elliptical rp"5176
:JX2GRL4 波长选择默认默认波长 p/nATvh$ Power默认为1 watts 1,h:| 位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm EqtL&UHe ia_@fQ
_x""-X~OL LED光源设定办法 l(87s^_ &b^~0Z
EAXl.Y.
$ LED光源的发光强度(极化角和方位角) t_!p({ <'UGYY\wg0
VoUo!t:(+ 波长设定,颜色选为绿色 K^@9\cl^ -n[(0n3c
>EFWevT{ 功率设定(在Power units选择Watts) $+n6V2^K)7 K, !
V _ 5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane _A!Fp0}` -8FUR~WJ
LWTPNp:"{w 创建平面探测器(plane) pZ\7!rON Ng !d6]
y9d"sqyh E X'PRNB, 6) 创建分析面 b FajK; ,e9M%VIu6[
3TCRCz
!dGu0wE
光线滤光器设置 u<cnz%@ TvDC4tm-: 7) 执行光线追迹 KgkRs?'z S :}"gwFM
=c*l!."0 7p2xst
UQ0<sI= *n EkbI/ 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。 ]7K2S{/o{
UsFn! !+ 6uo;4}0 8) 优化设定 K6-M .I !YjxCx 打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 VSDua. !*"fWahv
4%ooJi|) 'n,V*9
UWKgf? _ 定义变量
`a MU 2 {LF4_9 =
>god++,o 定义评价函数 (RMS Direction Spread) 1,;X4/* n8F5z|/
n:`f.jG | 优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) Qw'905;( 1s.2z[B~ 9) 优化 9)'f)60^ 注意:在优化之前,建议先保存原始文件 |0=UZK7%O 1\&j)3mC
%;dj6):@ .nrllVG%`
^
UmYW 优化结束后会弹出如下报告 LO{Axf% b@;Wh-{d
W~ET/h 在输出结果可以看到当前评价函数数值 \$wkr XhM!pSl\ 10) 光线追迹与结果分析
6j<!W+~G ciS, 11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 v wEbGx vW=L{8zu  V3t#kv =otO@22Np 优化后透镜的面型如下: ~pQN#C)CO> 透镜渲染效果 R^*baiXVI O[C4xq
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