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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 U.fL uKt  
    +:a#+]g  
    本文您将会学到如下内容: qSg#:;(O  
    透镜基本参数输入;  T\(w}  
    优化变量与评价函数设定; &%@b;)]J  
     优化; qHZ!~Kq,"'  
     照度分析; m#\I&(l+  
    (;9-8Y&_d  
    2. 操作流程 LFzL{rny!U  
    Yq6e=?-  
    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。 ^V1.Y  
    r%craf  
    |6cz r  
    kqebU!0-  
    2) 创建透镜 -x~4@~  
    eucacXiZ  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens [tKH'}/s=  
    P}2i[m.*,  
    88@" +2  
    d@$]/=%  
    3) 输入透镜参数 >@g+%K]  
    B<p-qPR K  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1;  {"RUiL^  
    n=z=%T6  
    }{R?i,j(  
    mMNT.a  
    o*fNY  
    将第二面的圆锥系数改为-1 %nRz~3X|+v  
    gB3Tz(!  
    4) 创建LED光源 BF="gZoU<  
    w$aiVOjgT  
    H%peE9>$  
    光源类型为Random plane ; C[-M ~yIL  
    光线数为10000; bAUruTn  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 6m~N2^z  
    形状选为椭圆; sp-){k  
    T 5AoBUw  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. u l-A'  
    半径选择60度 G~VukW<e  
    类型选择 Lambertian JO3x#1~;_  
    形状选择 Elliptical e5s=@-[  
    z0jF.ub  
    波长选择默认默认波长 QY^v*+lr\  
    Power默认为1 watts 7;8#iS/  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 9'My /A0  
    N wISf  
    kKFhbHUZa  
    LED光源设定办法 x%Fy1.  
    r(VGdG  
    !wU~;sL8C3  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) URo#0fV4C  
    * NB:"1x  
    1.U9EuI  
    波长设定,颜色选为绿色 U2DE zr  
    GyVRe]<>B  
    ta*6xpz-\Q  
    功率设定(在Power units选择Watts) Pf,lZU?f  
    %3@a|#g  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane s"xiGp9  
    f]*TIYicc  
    O0~Qh0~l  
    创建平面探测器(plane) 7`G FtX}  
    ?xT ^9  
    `J26Y"]P  
    \Wn0,%x2  
    6) 创建分析面 TwT@_~ IM  
    8rNRQOXOa  
    Q+ogVvMq>  
    %8]~+ #]p  
    光线滤光器设置 Lc?q0x^s  
    3c|u2Pl  
    7) 执行光线追迹  9EU0R H  
    ~\QN.a   
    X%lk] &2  
    mR1|8H!f  
    qJyGr ?  
    <0M 2qt8  
    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。 "c2{n,  
    "Ei' FM  
    sq;nUA=  
    8) 优化设定 d,:3;:CR  
    r/e} DYL&  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 5_yu4{@;y  
    z"PU`v  
    ^*@D%U  
    -nL!#R{e  
    [a2Q ^ab  
    定义变量
    FDQP|,  
    #sJL"GB  
    *`WD/fG  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) c_Fz?R+f?K  
    *vS)aRK  
    j3$\+<m]  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) a*3h|b<  
    zAA3bgaa  
    9) 优化 %'3Y?d  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 }u&,;]  
    '1NZSiv+C?  
    0\DlzIO  
    8HxtmFqG  
    ^a #  
    优化结束后会弹出如下报告 <)4>"SN&^  
    ^3 6oqe{  
    ;>jLRx<KC  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ll#_v^  
    )>+J`NFa  
    10) 光线追迹与结果分析 yE=tuHv(0  
    e00s*LdC  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    i^_?C5  
    dkI(&/  
    kgGMA 7Jy  
    f`Wces=5  
    优化后透镜的面型如下: U!D\Vd  
    透镜渲染效果
    : kw14?]_  
    'joE-{  
     
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