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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 PP&9ORG  
    Vf#g~IOI  
    本文您将会学到如下内容: 20Z=_},  
    透镜基本参数输入; [MXyOE  
    优化变量与评价函数设定; vTsMq>%,<  
     优化; z0T9tN!(  
     照度分析; ;6}> Shs  
    ;q&uk -  
    2. 操作流程 }Yargj_Gn  
    O<()T6  
    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。 KD^n7+w%  
    6]NaP_\0  
    \__xTL\  
    A{%LL r:  
    2) 创建透镜 6`WI S4  
    gN; E}AQt  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Dp-j(F  
    4QBPN@~t  
    }Uue}VOA  
    ^y.|KA3[  
    3) 输入透镜参数 e:+[}I)  
    9Yhl q$;g  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; L Z}m;  
    `l?(zy:R  
    ~xt]g zp{  
    C 8KV<k  
    ~FnuO!C  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ?h)T\z  
    ib%'{?Q.  
    4) 创建LED光源 9c{T|+ ]  
    7G=Q9^J.H  
    ^Eif~v  
    光源类型为Random plane ; nSp OTQ  
    光线数为10000; yA~1$sA1  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; U etI 4`  
    形状选为椭圆; -unQ 4G  
    w*\JA+  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. }CM#jN?(  
    半径选择60度 I{i6e'.jP  
    类型选择 Lambertian 4ufT-&m};s  
    形状选择 Elliptical #_Z)2ESX  
    c)Ne/E{!0  
    波长选择默认默认波长 !.{"Ttn;s  
    Power默认为1 watts  y7vA[us  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm >Z>s R0s7  
    :Q ?p^OC  
    L KLLBrm:  
    LED光源设定办法 {~`{bnx^]7  
    rN'8,CV  
    C9 j{:&  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) g>QN9v})  
    tuJ{IF  
    Ym?VF{e,  
    波长设定,颜色选为绿色 4+:'$Nw  
    %-<6Z9otc  
    V;"Rp-`^  
    功率设定(在Power units选择Watts) mhI   
    {Ga=; 0  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ^qLesP#   
    Y/T-2)D  
    e_}tK1XY  
    创建平面探测器(plane) HV{W7)  
    wW7#M  
    oG\lejO  
    W9;9\k  
    6) 创建分析面 UAGh2?q2  
    jS)YYk5  
    ]IH1_?HgP7  
    h0")NBRV&  
    光线滤光器设置 v oO7W"  
    qW S"I+o,S  
    7) 执行光线追迹 Y*sw;2Z;a  
    nF]zd%h  
    EFv^uve  
    #u3E{NB  
    Bm  4$  
    Sa@T#%oU  
    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。 N]-skz<v  
    K5F;/ KR"  
    (9b%'@A@m  
    8) 优化设定 -/:K.SY,  
    .yHi"ss3  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 .\ :MB7p  
    & jm1  
    JAy-N bb\  
    BS%pS(  
    ^%0^DN  
    定义变量
    F`1J&S;C  
    |uI~}pSG  
    c]"w0a-`^@  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) z pDc~ebh  
    i(kx'ua?  
    jhJ<JDJ?`  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) ,y@WFRsx  
    &?5me:aU  
    9) 优化 'K\H$<CJ  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 S VypR LVB  
    o#>Mf464I  
    JvNd'u)Z<  
     FL b  
    m'M5O@?  
    优化结束后会弹出如下报告 E{}J-_oS45  
    =Y*@8=V  
    f4VdH#eng`  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ^^< C9  
    MI-S}Qoe  
    10) 光线追迹与结果分析 FAX[| p  
    y}?PyPz  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    y`z4S,  
    FL4BdJ\  
    Ai)>ot  
    wd3OuDrU  
    优化后透镜的面型如下: ,3!TyQ \m'  
    透镜渲染效果
    g~U<0+&yw%  
    9_8\xLk  
     
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