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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 1>r7s*  
    p'M5]G  
    本文您将会学到如下内容: `lX |yy"  
    透镜基本参数输入; uQ=p } w  
    优化变量与评价函数设定; J=JYf_=4bc  
     优化; zxTcjC)y  
     照度分析; BqC!78Y/e  
    Y?a*-"  
    2. 操作流程 ouL/tt_~  
    nlOM4fJ(  
    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。 BT.;l I  
    S='AA_jnw  
    L0H;y6&  
    =UE/GTbl  
    2) 创建透镜 ACxOC2\n  
    $T.we+u  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens yV,ki^^  
    TPH`{  
    ?mU 3foa  
    O$%M.C'  
    3) 输入透镜参数 XkLl(uyh  
    BQu_)@  
    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; #Drs=7w  
    KCu@5`p  
    >>oR@  
    J6r"_>)z  
    [%7y !XD  
    将第二面的圆锥系数改为-1 veIR)i@dx  
    azF|L"-RP  
    4) 创建LED光源 ofH=h  
    F67%xz0  
    #}*w &y  
    光源类型为Random plane ; /T1z z2l~  
    光线数为10000; ^}7iouE C  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; PLD6Ug  
    形状选为椭圆; #-*7<wN   
    $N4%I4  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. &/R`\(hEA  
    半径选择60度 RZ 4xR  
    类型选择 Lambertian ;43Ye ^=  
    形状选择 Elliptical G|MjKe4}  
    = }0M^F  
    波长选择默认默认波长 >oSNKE  
    Power默认为1 watts golr,+LSo  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm A[)od   
    29]-s Utqv  
    XHU&ix{Od  
    LED光源设定办法 V; 0{o  
    ]k~Vh[[  
    xEdCGwgp#  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) Elth xj  
    x dDR/KS  
    x}o]R  
    波长设定,颜色选为绿色 OjO$.ecT  
    ;sJUTp5\h  
    Hbwjs?Vq?]  
    功率设定(在Power units选择Watts) ]4~- z3=y  
    , Fo7E  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane gSLwpIK%  
    6Q S[mWU  
    0s)B~  
    创建平面探测器(plane) ;ELQIHnD"  
    Y8!T4dkn  
    uMOm<kn  
    Cx$C+  
    6) 创建分析面 6&V4W"k  
    AdBF$nn[  
    `s74g0h  
    [)UF@Sq4+Q  
    光线滤光器设置 GBOz,_pw  
    .s$#: ls?  
    7) 执行光线追迹 dv3+x\`9  
    $__e7  
    ]}z;!D>  
    K|*Cka{  
    bDd$79@m  
    lsmzy_gV7  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 hCRW0 I  
    :()(P9?  
    T3 xr Ua&  
    8) 优化设定 /E>z8 J$  
    )US|&> o8  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 u*_I7.}9  
    48,Aq*JFw  
    ~/?JRL=  
    Ht^MY  
    B@!a@0,,_  
    定义变量
    AMqu}G  
    tV2SX7N  
    L'=e /&  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) 7O5`&Z'-  
    tm\ <w H  
    Dz, Fu:)  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) E:BEQ:(~L  
    !NuYx9L?L  
    9) 优化 !fdni}f)  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 c)Ft#vzg&e  
    -eAo3  
    }D.?O,ue  
    5vIuH+0  
    t!^FWr&  
    优化结束后会弹出如下报告 =QEg~sD^)s  
    2 =tPxO')B  
    Wo5G23:xz  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 YN 4P >d  
    I%xrDiK97  
    10) 光线追迹与结果分析 r$ue1bH}|  
    #r 1 $=GY  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    : 4$Ex2  
    U@[P.y~J  
    .UbmU^y|  
    Ne/jvWWN  
    优化后透镜的面型如下: ,u QLXF2  
    透镜渲染效果
    gUDd2T#  
    %o< &O(Y  
     
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