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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 7he,(V  
    (|<S%?}J  
    本文您将会学到如下内容: aC[G_ACwc  
    透镜基本参数输入; _y[C52,  
    优化变量与评价函数设定; 9Of;8R  
     优化; 1"Oe*@`pV  
     照度分析; 6:G&x<{  
    tV(iC~/  
    2. 操作流程 ]%D!-[C%1  
    X1(ds*'Kv  
    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。 "O>~osj  
    P^<3 Z)L  
    #ae?#?/"  
    [T_[QU:A  
    2) 创建透镜 }d}gb`Du  
    qI9j=4s.  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens G,!jP2S  
    >u> E !5O  
    uSR%6=$  
    ,nYa+e  
    3) 输入透镜参数 Bbs1U  
    ]7_>l>  
    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; 5 NYS@76o7  
    :G 5p`;hGo  
    {mD0 ug  
    A^,u l>!  
    3g!Z[SZ  
    将第二面的圆锥系数改为-1 )8oyo~4?  
    0bh 6ay4  
    4) 创建LED光源 u;$qJjS N  
    ks. p)F>]  
    \(Rj2  
    光源类型为Random plane ; <lFHmi$qt{  
    光线数为10000; \2 DED  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; WDghlC6g!l  
    形状选为椭圆; {2q"9Ox"  
    ?VotIruR  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. $O\m~r4  
    半径选择60度 Zuzwc[Z1  
    类型选择 Lambertian u_WUJ_  
    形状选择 Elliptical F.y_H#h  
    c\ZI 5&4jT  
    波长选择默认默认波长 i}8OaX3x  
    Power默认为1 watts R-zS7Jyox  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm h!dij^bD  
    .>;??BG}  
    25Z} .))  
    LED光源设定办法 ^ulgZ2BQ|  
    p+iNi4y@  
    @Pc7$qD%  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) -%J9!(  
    _"p(/H  
    |e#W;q$v  
    波长设定,颜色选为绿色 &V+_b$  
    tF,`v{-up  
    *^@b0f~vj  
    功率设定(在Power units选择Watts) OH>Gc-V  
    ?wkT=mv  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane UBW,Q+Q  
    ^/?7hbr  
    AB%i|t  
    创建平面探测器(plane) m#WXZr  
    *P\lzM  
    cPZ\iGy  
    L=;T$4+p  
    6) 创建分析面 nL^7t7mp  
    1^]IuPxq  
    "\Dqtr w  
    1:<n(?5JI  
    光线滤光器设置 pvsY 0a@4  
    pFd{Tdh  
    7) 执行光线追迹 S ^~"#   
    ASEKP(]v  
    Fp?M@  
    E2}X[EoBF  
    yD \Kn{  
    !lg_zAV  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 9?sY!gXc  
    OD[=fR|cp  
    Y/UvNb<lK  
    8) 优化设定 V1Ft3Msq  
    93Gj#Mk  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 [H!do$[>  
    "PTEt{qn  
    7~"eT9W V  
    &to~#.qc  
    GNHXtu6  
    定义变量
    xC + >R1)  
    a'HHUii=  
    (ZF~   
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) "MzBy)4Q  
    bhDqRM  
    jK\kASwG  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 30w(uF  
    ~~WY?I-  
    9) 优化 n=DmdQ}  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 )Dv;,t  
    OPUrz?p2C  
    {pXX%>  
    j-aTpN  
    WUYU\J&q3  
    优化结束后会弹出如下报告 AWFq5YMSI  
     7a_u=\,  
    +#>nOn(B  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 vfT @;`  
    }|/<!l+;$  
    10) 光线追迹与结果分析 D?xR>Oo)  
    9;*B*S~znW  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    TRgj`FG  
    Z *tHZ7 b  
    sjLm-pn3  
    p;zT #%  
    优化后透镜的面型如下: (O:&RAkk7  
    透镜渲染效果
    2b\ h@VJt  
    HYdt3GtJ?  
     
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