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    [技术]FRED应用:准直透镜模拟与优化 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 g%<{G/Tz  
    ,=XS%g}l4  
    本文您将会学到如下内容: +E""8kW- Z  
    透镜基本参数输入; RN cI]oJ  
    优化变量与评价函数设定; DI2S %N l  
     优化; b_)QBE9  
     照度分析; qqO10~Xc  
    6 ^6uK  
    2. 操作流程 y7}~T!UyfF  
    7@e[:>e  
    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。 A-@-?AR  
    rsq'60  
    Vt$ $ceu  
    q(${jz4w  
    2) 创建透镜 [8om9 Z3  
    Q>+_W2~]  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 7\Yq]:;O  
    Si%Eimiq  
    \sXm Mc  
    +(=[M]5#n  
    3) 输入透镜参数 ;#Crh}~  
    *Kp ^al  
    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; 9R t(G_'  
    y+~Aw"J}  
    /fcwz5~  
    16d{IGMz  
    C9^elcdv  
    将第二面的圆锥系数改为-1 z;@S_0M,Z  
    H]]>sE  
    4) 创建LED光源 =fu_ Jau}  
    J3!k*"P  
    07HX5 Hd  
    光源类型为Random plane ; ]T28q/B;k  
    光线数为10000; 6b1 Uj<  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Q=9VuTE  
    形状选为椭圆; cR@}   
     =}1~~  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. a} Iz  
    半径选择60度 h^3Vd K,  
    类型选择 Lambertian X#\P.$  
    形状选择 Elliptical g]hn@{[  
    a6K$omu  
    波长选择默认默认波长 9"l%tq_  
    Power默认为1 watts n*]x02:LjZ  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm C8%nBa /  
    4h2bk\z-  
    NIcNL(]  
    LED光源设定办法 5Qe}v  
    ,\">ovV33  
    hrtN.4p[  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) !&<Wc^PG  
    ohG43&g~  
    DyV[+P  
    波长设定,颜色选为绿色 >5YYij5Aj  
    Y{\2wU!Isn  
    -ZMl[;OM  
    功率设定(在Power units选择Watts) uc `rt"  
    cVt$#A)  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane [+5SEr}  
    SZ1pf#w!  
    CX@HG)l  
    创建平面探测器(plane) yyYbB]D  
    <GU(/S!}  
    =dJEcC_J  
    'Y/V9;`)s  
    6) 创建分析面 P<w>1 =  
    .M#>@~XR  
    8*X L19N  
    pLFL6\{g  
    光线滤光器设置 K%~Kg9  
    `[R:L.H1  
    7) 执行光线追迹 E?W!.hbA  
    y#SD-# I-  
    '[M2Q"X  
    @ F"ShT0  
    (:hmp"S  
    /t2 <OU9  
    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。 &rE l  
    v6(l#,  
    ;Z0cD*Jb  
    8) 优化设定 G7#~=W 2M  
    Pn){xfqDl  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 !haXO  
    ZtZV:re=  
    Le+8s LE`Y  
    VHkrPJ[  
    i_9/!D  
    定义变量
    3xR#,22:}  
    z[I/ AORl  
    sjbC~Te--  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) |zegnq~  
    UVi/Be#|  
    ;C@^wI  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) X| 0`$f  
    'g, x}6  
    9) 优化 WN?`Od:y  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 <\Dl#DH  
    k.VOS 0  
    8J@OMW&[l  
    oEf^o*5(  
    m,"tdVo.  
    优化结束后会弹出如下报告 "pJ EzC  
    Lr]Hvd   
    C)dYAq3,8  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 dQoMAsxzM  
    246!\zf  
    10) 光线追迹与结果分析 ?DTP-#5Ba  
    QRix_2+  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    bGLp0\0[  
    G~j<I/)"  
    J:!Gf^/)  
    Ya {1/AaM  
    优化后透镜的面型如下: 6R,b 8  
    透镜渲染效果
    fu;B?mIn  
    |Y8o+O_`  
     
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