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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 0QMaM  
    15JsmA*Q  
    本文您将会学到如下内容: PJ0Jjoh"Y  
    透镜基本参数输入; IuDT=A  
    优化变量与评价函数设定; )*Vj3Jx  
     优化; p&QmIX]BZ  
     照度分析; +`9yZOaC#  
    {sl~2#,}b1  
    2. 操作流程 i<bxc  
    Pwg/Vhfh  
    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。 ,Q+\h>I  
    p!QR3k.9s  
    4*H(sq  
    e$H|MdYIA  
    2) 创建透镜 wFp~  
    Mc!2mE%47m  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens nZ541o@t9  
    gh'kUZG a  
    ~ t"n%SgY  
    f>O54T .L.  
    3) 输入透镜参数 8F\~Wz7K  
    x<Iy<v7-  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; CH55K[{<  
    i]LU4y %'  
    n$IWoIdbGN  
    +{ S Maq  
    ~37R0`C  
    将第二面的圆锥系数改为-1 avmcGyL  
    \)p4okpR  
    4) 创建LED光源 ~d&'Lp[3  
    J1nXAh)J  
    "k/;`eAP  
    光源类型为Random plane ; ?rAi=w&c  
    光线数为10000; ,n^TN{#  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 1bT' u5&  
    形状选为椭圆; [y_yPOv  
    23)F-.C}j  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. l&\t f`~  
    半径选择60度 =7FE/S  
    类型选择 Lambertian }Q,(u   
    形状选择 Elliptical ful]OLV+  
    c5Z;%v |y  
    波长选择默认默认波长 IES41y<  
    Power默认为1 watts 7E;>E9 '  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm +GRxHuW,  
    gkSGRshf  
    #8S [z5 `  
    LED光源设定办法 XCW+ pUX  
    an-\k*w  
    FP.(E9  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) Bjurmo  
    !1D%-=dWX  
    yBr$ 0$  
    波长设定,颜色选为绿色 T_3V/)%@  
    czXI?]gg,  
    zNNzsT8na  
    功率设定(在Power units选择Watts) b$;HI7)/K  
    5}<.1ab3V  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 8W(<q|t  
    m]bL)]Z  
    z~GVvgd  
    创建平面探测器(plane) rdORNlK&  
    2q2p=H>&  
    \/? ! 6~  
    $ijx#a&O  
    6) 创建分析面 tpN]evp|  
    =4YbVA+(  
    +J\L4ri k  
    j4.Qvj >:4  
    光线滤光器设置 Q3 K;kS  
    e-nWD  
    7) 执行光线追迹 N{?Tm`""  
    ?q+8 /2  
    }`+O$0A  
    *uk \O]  
    ]hCWe0F  
    ^G ]KE8  
    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。 qkIA,Kgy  
    [X0k{FR  
    ^4n2 -DvG  
    8) 优化设定 $#6 Fnhh}  
    e_fg s>o`(  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 'DaNR`9  
    ?7rmwy\  
    P^'>dOI0w  
    |HKHN? )  
    fY| @{]rx  
    定义变量
    5^G7pI7  
    cP}5}+  
    o+)m}'T8  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) d +*T@k]>M  
    ;XD>$t@  
    m? \#vw$  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) |q1b8A\  
    <MI$N l  
    9) 优化 20SF<V  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 hW*^1%1  
    /NPl2\o.  
    7LyV`6{70  
    JCCx 5  
    ,d/CU  
    优化结束后会弹出如下报告 \rw'QAi8r  
    =CD:.FG.  
    $=;bccIob  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ^^j|0qshL  
    H4K(SGx  
    10) 光线追迹与结果分析 zD#+[XI]K  
    (_s!,QUe  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    gn;nS{A  
    )VSGqYr#  
    }[hDg6i  
    'xu7AKpU)  
    优化后透镜的面型如下: j,gM+4V^  
    透镜渲染效果
    l:kE^=6  
    (>)+;$Dr,\  
     
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