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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 U*.0XNKp{  
    I-OJVZ( V  
    本文您将会学到如下内容: >:lnt /N3  
    透镜基本参数输入; a&vY!vx 3  
    优化变量与评价函数设定; XrZ*1V  
     优化; H#ClIh?'b  
     照度分析; kQ]$%Lk[  
    n_'{^6*O  
    2. 操作流程 +{/  
    7g_]mG [6  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 I!^O)4QRx  
    3G kv4,w<  
    vTn}*d.K=  
    EYA,hc  
    2) 创建透镜 qx%}knB  
    Yup3^E w&  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens hpU2  
    s&j-\bOic9  
    @B}aN@!/  
    /Z7iLq~t"G  
    3) 输入透镜参数 j&k6O1_  
    5atYOep  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; 2#k5+?-c61  
    oY, %Iq  
    i~r l o^  
    fDLG>rXPT  
    5xL~`-IA&v  
    将第二面的圆锥系数改为-1 }NB}"%2  
    f5` g  
    4) 创建LED光源 K$d$m <  
    n0is\ZK 0  
    X]y)qV)a[c  
    光源类型为Random plane ; V*~Zs'L'E  
    光线数为10000; uG<}N=  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; f7}*X|_Y  
    形状选为椭圆; M9f35 :  
    {AQ=<RDRF  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. c%qv9   
    半径选择60度 Rn@# d}  
    类型选择 Lambertian "^Ybs'-  
    形状选择 Elliptical g&{9VK6.  
    <m'ow  
    波长选择默认默认波长 !kC* g  
    Power默认为1 watts )5 R=Z<  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm IH"6? 9nd  
    nl9P, d  
    H$6`{lx,  
    LED光源设定办法 =Qn ;_+Ct  
    $cZUM}@  
    //aF5 :Y#  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 4 uQT5  
    ZzX~&95G  
    "]G\9b)   
    波长设定,颜色选为绿色 ^4o;$u4R  
    dh $bfAb  
    Z:_D0jG  
    功率设定(在Power units选择Watts) 'g{9@PkGn  
    ^I+)o1%F  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane }[xs~! 2F  
    /:FOPPs  
    BXyo  
    创建平面探测器(plane) QNl'ZB \  
    m?&1yU9  
    `ta7Gc/:UY  
    F,'exuZ  
    6) 创建分析面 |p-t%xDdr  
    n\Lb.}]1~  
    Zcc9e 03  
    of@#:Qs  
    光线滤光器设置 t N2Md}@e  
    x|5k<CiA  
    7) 执行光线追迹 ivz{L-  
    &%/7E_j7  
    b?'yAXk  
    +U3m#Y)k  
    NG6& :4!  
    Q6r7.pk"SU  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 RG4sQ0  
    cSm%s  
    `F>O;>i''  
    8) 优化设定 +="e]Yh;  
    Gmz6$^D   
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 6w@ Ii;  
    ,#kIr  
    %Ijj=wW  
    EE W_gFn  
    9U%N@Dq`Z  
    定义变量
    &EnuE0BD  
    (!zy{;g|  
    |*0<M(YXN  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) "%x<ttLl  
    icgSe:Ci  
    0/oyf]HR  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) bv*,#Qm  
    yiA<,!;4P  
    9) 优化 z'EajBB\f  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 W}]%X4<#rN  
    r#Oo nZ  
    `kJ^zw+  
    ]:~OG@(  
    wg]j+r@  
    优化结束后会弹出如下报告 =pC3~-;3  
    &HY+n) o  
    dB5b@9*  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 u5%7}<nNi  
    [bk?!0]aV  
    10) 光线追迹与结果分析 ^!by3Elqqk  
    xcf%KXJf6  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    c*@E_}C#  
    `WH"%V:"Q  
    A, LuD.8  
    A`}rqhU.{-  
    优化后透镜的面型如下: }I2@%tt?  
    透镜渲染效果
    bG(3^"dS  
    6Avw-}.7>  
     
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