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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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    离线infotek
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 +(Hp ".gU  
    %Qj$@.*:  
    本文您将会学到如下内容: _0 4 3,  
    透镜基本参数输入; tol-PJS}  
    优化变量与评价函数设定; p);[;S  
     优化; *>aVU'  
     照度分析; .(p_YjIA  
    rvhMu}.  
    2. 操作流程 4VF]t X?o  
    u-.5rH l  
    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。 o4a@{nt^,  
    +#>nOn(B  
    iX2exJto  
    3`3my=   
    2) 创建透镜 EN ^L.q9#  
    0%rE*h9+  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens /3Y"F"`M.  
    j/wQ2"@a  
    vfDX~_N  
     N6\m*j,`  
    3) 输入透镜参数 B|^=2 >8s  
    4%yeEc ;z  
    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; hE\gXb  
    @Z""|H"0  
    n|.>41bJ  
    k^q~ 2  
    |gk"~D  
    将第二面的圆锥系数改为-1 g_Y$5ft`  
    %t.\J:WN;  
    4) 创建LED光源 {A MAQ  
     GVu-<R  
    bV)h\:oC  
    光源类型为Random plane ; Cw.DLg  
    光线数为10000; 1TN+pmc}@  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Z2]\k|%<Fa  
    形状选为椭圆; sU^K5oo  
    Hs.5@l  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ` gor  
    半径选择60度 'A/{7*,  
    类型选择 Lambertian ]>(pQD  
    形状选择 Elliptical Es:oXA  
    !1+!;R@&H>  
    波长选择默认默认波长 OOz;/kay  
    Power默认为1 watts OBM&N  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm w^ 8^0i-  
    F n*+uk  
    u&Xn#f h  
    LED光源设定办法 `v Ebm Xb  
    Eds{-x|10  
    TGG-rA6@Lx  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) sGbk4g  
    W^9=z~-h  
    A0uA\E4q  
    波长设定,颜色选为绿色 vau#?U".}>  
    ==W] 1@s  
    u*!/J R  
    功率设定(在Power units选择Watts) p~t5PU*(  
    0p \,}t\E  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane BxXP]od  
    JI~@H /j  
    n@| &jh  
    创建平面探测器(plane) q+Qrc]>-f  
    .:+&2#b  
    <nT).S>+  
    c9xc@G!  
    6) 创建分析面 Z<Ke /Xi  
    ^U@E rc#d  
    VZ$FTM^b8  
    )3KQ QGi8  
    光线滤光器设置 E6y ?DXW H  
    5"&{Egc_  
    7) 执行光线追迹 M8' GbF=1  
    6(.]TEu0  
    C Ejf&n  
    V9i[ dF  
    4XL]~3 c  
    !9JK95;  
    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。 a8!/V@a  
    C~aNOe WR  
    j?rq%rQd  
    8) 优化设定 w st)O{4  
    atO/Tp  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ROB/#Td  
    b!Z-HL6  
    H6PS7g"  
    ;^j 2>Azn  
    tv1Z%Mx?Cp  
    定义变量
    K6Gri>Um  
    " %)zTH  
    h (`Erb  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) AK*F,H9  
    Jj$N3UCg7  
    ]7`)|PJ  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) .v3~2r*&  
    f;;(Q-.  
    9) 优化 Uxq9H  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 _bO4s#yI  
    )`ZTu -|  
    q! +?  
    2vit{  
    8W|qm;J98  
    优化结束后会弹出如下报告 6^ ]Y])  
    V.RG= TVS  
    <XV\8Y+n  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 tp,e:4\ 8Q  
    W7a aL  
    10) 光线追迹与结果分析 8tM40/U$  
    2U-F}Z  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    ,h'q}5  
    fJ3*'(  
    4&Uq\,nx  
    |uT&`0T'e`  
    优化后透镜的面型如下: 0{/P1  
    透镜渲染效果
    /N`l z>^~  
    |Go?A/'  
     
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