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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 Nuqmp7C  
    ^%!{qAp}Z  
    本文您将会学到如下内容: Byq VNz0L  
    透镜基本参数输入; ,nf}4  
    优化变量与评价函数设定; X~IilGL8:  
     优化; Z/,R{Jgt"  
     照度分析; EIw] 9;'_  
    |!FQQ(1b  
    2. 操作流程 kA=5Kc  
    aOvqk ^  
    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。 GVhqNy   
    -1Tr!I:1  
    YCRE-5!  
    0"7+;(\1Rk  
    2) 创建透镜 4eWv).  
    J0V m&TY  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 3JC uM_y  
    F'MX9P  
    (uX?XX^  
    ;PaU"z+Je~  
    3) 输入透镜参数 qu^g~"s  
    `h'+4  
    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; RB4n>&Y  
    ;6@sC[  
    brp3xgQ`]  
    he(K   
    S ,F[74K  
    将第二面的圆锥系数改为-1 '( I0VJJ   
     Gd A!8  
    4) 创建LED光源 -] wEk%j  
    3;buC|ky  
    ,>aa2  
    光源类型为Random plane ; jyD~ER}J  
    光线数为10000; -ED} 6E  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; * WV=Xp  
    形状选为椭圆; J4ZHE\  
    R?u(aY)P  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ' pgP QM<  
    半径选择60度 a4UwhbH  
    类型选择 Lambertian \ Bj{.jL  
    形状选择 Elliptical u<8b5An;  
    %}(` ?  
    波长选择默认默认波长 $y6 <2w%b  
    Power默认为1 watts A|LO!P,w  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm /a*){JQ5j  
    PR5N:Bw  
    T9R# .y,  
    LED光源设定办法 H.ZF~Yu w  
     @_f^AQ  
    .X%J}c$  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) ;N#}3lpLqg  
    9h|6"6  
    msxt'-$M  
    波长设定,颜色选为绿色 `Pc6 G*p  
    W8S sv  
    1J0gjO)AZ  
    功率设定(在Power units选择Watts) \(Oc3+n6  
    ?o[h$7` o6  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 8\68NG6o  
    <oJ?J^  
    {ol7*%u  
    创建平面探测器(plane) O|sk "YXF  
    PwW$=M{\.  
    !#pc@(rE  
    2$Xof  
    6) 创建分析面 C jf<,x$  
    7Tk//By7  
    <=p>0L  
    Ea S[W?u}  
    光线滤光器设置 N `:MF 9  
    @Dfg6<0  
    7) 执行光线追迹 Y Iwa =^  
    [L X/O@  
    8OZasf  
    vD@|]@gq  
    _^Q!cB'~/`  
    G+N1#0,q  
    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。 ^85Eveu  
    Hmr f\(x  
    )M dddz4  
    8) 优化设定 /%g9g_rt#  
    HSysME1X:/  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 gdeM,A|  
    xh:I]('R  
    %:'G={G`QH  
    d)1gpRp  
    OGg\VV'  
    定义变量
    7(]F+\A3  
    C<C$df  
    F}{%*EJ  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) ]}lt^7\=  
    N$kxf  
    1s(T#jh  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) YA,~qT|  
    3as=EYm  
    9) 优化 m[xl) /e  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 O Ol:  
    :=y5713  
    WfaMu| L  
    VA[EY`8  
    {)"[_<  
    优化结束后会弹出如下报告 tnobqL'  
    =tD*,2]  
    }},0#Ap  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 rs?Dn6:;B  
    >\[]z^J  
    10) 光线追迹与结果分析 ;iuwIdo6c  
    WGn=3(4  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    E>s+"y  
    U4=l`{5on  
    k5E2{&wZ  
    ,i6E L  
    优化后透镜的面型如下: Op-z"inw  
    透镜渲染效果
    J{b#X"i  
    ={;pg(  
     
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