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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 Maa5a  
    d[~c-G6  
    本文您将会学到如下内容: I,YGm  
    透镜基本参数输入; /;OJ=x3i  
    优化变量与评价函数设定; K"}Dbr  
     优化; Q~xR'G[N  
     照度分析; .z[+sy_  
    ,1~Zqprn  
    2. 操作流程 46XB6z01  
    +B8Ut{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。 s{s0#g  
    #m$H'O[WG\  
    ZM|>Va/X  
    dH`a|SVW9  
    2) 创建透镜 ;euWpE;E\#  
    nn=JM7e\9  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens hA@X;Mh^w  
    _I8-0DnOM  
    [w{ZP4d>  
    ZzKn,+  
    3) 输入透镜参数 sm_:M| [D  
    qS2%U?S7  
    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; =pk'a_P 8-  
    :lE7v~!Z  
    I7uYsjh@u  
    ko5\*!|:lj  
    #e|eWi>  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ~(Tz <  
    +\W"n_PPy  
    4) 创建LED光源 &>s(f-\8  
    mdZELRu  
    <!+o8z]  
    光源类型为Random plane ; ^-ACtA)  
    光线数为10000; .1pEq~>  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; VKs\b-1  
    形状选为椭圆; r! M2H {  
    ,h>w%  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 3% P?1s  
    半径选择60度 ALw uw^+  
    类型选择 Lambertian V`H#|8\i  
    形状选择 Elliptical /tUl(Fp J`  
    o?b%L  
    波长选择默认默认波长 lyi}q"Kn*;  
    Power默认为1 watts R80R{Ze  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm eT|_0kx1  
    c8'8DM  
    jqLyX  
    LED光源设定办法 V\G>e{  
    `j(+Y  
    O[`Ob6Q{F  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) uVk8KMYU  
    869`jA &7"  
    bo*q{@Ue  
    波长设定,颜色选为绿色 ew"Fr1UGYZ  
    (]V.#JM  
    $YC~02{  
    功率设定(在Power units选择Watts) {jVFlKP>  
    J~}UG]j n  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane =aekY;/  
    kzmt'/L8  
    7*5ctc!dG  
    创建平面探测器(plane) |HA7 C  
    P$QjDu-  
    _kd |:,  
    K]u|V0c  
    6) 创建分析面 |")x1' M  
    LBE".+  
    YNXk32@j@e  
    Y/^<t'o&  
    光线滤光器设置 "h2Ny#  
    C1/jA>XW  
    7) 执行光线追迹 -hzza1DP  
    n,F00Y R  
    |W <:rT  
    @( t:E`8  
    G4}q*&:k  
    }*'ha=`J  
    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。 |rvrSab)  
    LnDj   
    ]Rye AJ3  
    8) 优化设定 ^55?VQB  
    /kz&9FM  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 m\f_u*  
    A|J\X=5  
    Oe YLL4H  
    {X$Mwqhpp;  
    /4?`F} 7)  
    定义变量
    Q7r,5w& cm  
    FT;JYkO  
    k~#|8eLv  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) %Let AR  
    3~Ln:4[6ID  
    `k&K"jA7$  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) qJA.+q.e$e  
    sJoi fl 7  
    9) 优化 !cb#fl  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 50&F#v%YB  
    ~N9-an  
    6\;1<Sw*  
    f>dkT'4  
    vI'>$  
    优化结束后会弹出如下报告 >#?: x*[  
    pCc7T-"og  
    _|ib@Xbin  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 9C;Y5E~'L  
    gN(hv.nQ  
    10) 光线追迹与结果分析 1RbYPX  
    f'OvG@  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    YZRB4T9  
    }yw;L(3  
    h<;[P?z  
     ~C/KA6H  
    优化后透镜的面型如下: ^gzNP#A<'o  
    透镜渲染效果
    1omvE9 %zM  
    ^4pKsO3ul  
     
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