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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 YA/H;707l  
    4F 6ju6w  
    本文您将会学到如下内容: +wPvQKVfI  
    透镜基本参数输入; e2VL/>y`  
    优化变量与评价函数设定; Fr E/K_L  
     优化; u+, jAkr  
     照度分析; S4uR \|  
    $7k04e@ ]  
    2. 操作流程 <T=o]M$  
    G1n>@Y'j''  
    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。 4=#QN  
     (t]R#2{  
    +MZ2e^\F  
    \ [hrG?A  
    2) 创建透镜 )9;kzp/  
    im^I9G  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens `b,g2XA  
    07HX5 Hd  
    ]T28q/B;k  
    6b1 Uj<  
    3) 输入透镜参数 Q=9VuTE  
    cR@}   
    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; KcMzZ!d7m  
    ;tIIEc  
    @tU>~y{E  
    RWEgUDX^/  
    5E!|on  
    将第二面的圆锥系数改为-1 5tbiNm^X  
    r%?}5"*  
    4) 创建LED光源 nq w*oLFQ  
    s13 d*  
    u>-uRz<)t  
    光源类型为Random plane ; 7[VCCI g  
    光线数为10000; ^<H#dkECG  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; A_dYN?^?|  
    形状选为椭圆; )}k`X<~k  
    m]b.P,~v  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. m~\m"zJ4  
    半径选择60度 .~/;v~bL  
    类型选择 Lambertian @eD2<e  
    形状选择 Elliptical U*#E aL  
    sRI=TE]s  
    波长选择默认默认波长 'J<zVD}0  
    Power默认为1 watts ~s^6Q#Z9|  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm i2Iu 2  
    .m % x-i  
    /:];2P6#X  
    LED光源设定办法 @C6DOB  
    3_['[}  
    % w/1Uo24  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) LB 5EGw  
    Lzb [%?  
    ^*T{-U'  
    波长设定,颜色选为绿色 XcW3IO  
    O#ajoE  
    [}B{e=`!  
    功率设定(在Power units选择Watts) +vY`?k`  
    QrRCsy70  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane R yIaT  
    )e$-B]>7z  
    vt7C  
    创建平面探测器(plane) ErUk>V  
    }z%/6`7)|  
    "g&l~N1$  
    *v-xC5L1\  
    6) 创建分析面 MkIO0&0O  
    ~V)VGGOL$v  
    K>E!W!-PJ  
    ,}$x'8v  
    光线滤光器设置 jF2GHyB  
    i}12mjF  
    7) 执行光线追迹 9(\N+  
    .ceU @^  
    {.[,ee-)9  
    ]$%4;o4O  
    fpC@3itI  
    @G&xq "Fg7  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 YV+dUvz  
    ~]s"PV:|  
    |0Ug~jKU  
    8) 优化设定 Nd!=3W5?  
    :BiR6>1:  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ]uXsl0'`V  
    o%s}jBo}  
    (B4 A$t  
    Hm[!R:HW,S  
    `'t;BXedz/  
    定义变量
    [WSIC *|;  
    >.sN?5}y  
    G(,~{N||  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) ]qT r4`.  
    ed2 &9E>9b  
    sX?7`n1U  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 4B,A+{3yL  
    d|HM  
    9) 优化 |1 6v4 R  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 VZ!$'??  
    m eWq9:z  
    LR.+C xQ  
    2fA9L _:0  
    3`!KndY1  
    优化结束后会弹出如下报告 U~c;W@T  
    U6 R4UK  
    OlFn<:V K  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 {iteC  
    YCdxU1V  
    10) 光线追迹与结果分析 sM_e_e  
    vG}oo  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    ''YjeX  
    )SLs  [  
    =l9#/G#R  
    Rb*\A7o|;  
    优化后透镜的面型如下: W.<<azi  
    透镜渲染效果
    ^!tI+F{n{  
    fL:Fn"Nv  
     
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