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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 ]b[ 3 th*  
    ,yC~{ H  
    本文您将会学到如下内容: z w0p}  
    透镜基本参数输入; *Q)+Y&qn  
    优化变量与评价函数设定; Lczcz"t  
     优化; N.fIg  
     照度分析; S +He  
    ow&R~_  
    2. 操作流程 (Lc%G~{  
    cD 1p5U  
    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。 3[c54S+(U  
    ?HW*qD#k  
    Aam2Y,B  
    M|\ XFO  
    2) 创建透镜 y==x  
    {BF$N#7  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens )t|M)zJ  
    MQI6e".  
    J[^-k!9M  
    CkOd>Kn  
    3) 输入透镜参数 \X(.%5xC  
    m$U2|5un&  
    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; p}h)WjC  
    RSp=If+4  
    S-im o  
    gG#M-2P  
    DCHU=r  
    将第二面的圆锥系数改为-1 \=w|Zeu{l  
    V%"aU}   
    4) 创建LED光源 VlK WWQj  
    Z/%>/  
    NZv1dy`fa  
    光源类型为Random plane ; 1%>/%eyn5  
    光线数为10000; rUlXx5f  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; vzfWPjpKW  
    形状选为椭圆; `CRW2^g  
    SlmgFk!r!  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 1;>J9  
    半径选择60度 o_{-X 1w  
    类型选择 Lambertian JVN0];IL}  
    形状选择 Elliptical l@':mX3xd  
    "zv?qS  
    波长选择默认默认波长 T$SGf.-  
    Power默认为1 watts &)1+WrU  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm W<\KRF$S;  
    [/'W#x  
      \\6/"  
    LED光源设定办法 gd2cwnP  
    6m?}oMz  
    o H$4K8j  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) @2V#bK  
    {"-uaH>,  
    u1rT:\G1  
    波长设定,颜色选为绿色 L)kwMk  
    H|5\c=  
    d7A vx  
    功率设定(在Power units选择Watts) 86oa>#opU  
    ZPRkk?M}.  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane %R."  
    sZ_+6+ :  
    [8[g_  
    创建平面探测器(plane) I vO#tI  
    ,-D3tleu`  
    *{ 6{ZKM  
    Zh,(/-XN;  
    6) 创建分析面 r761vtC#  
    wMr*D['" #  
    &Yb!j  
    uS;N&6;:  
    光线滤光器设置 )k$ +T%  
    t 7dcaNBZ  
    7) 执行光线追迹 D&#wn.0|E  
    ^O}`i  
    Q3T@=z2j%  
    t[ cHdI  
    MDAJ p>o  
    {%gMA?b|"  
    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。 WWZ`RY  
    0w)Gb}o$  
    },+ &y^  
    8) 优化设定  b"iPuN!p  
    ^zn&"@  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 E+)3n[G  
    R.^ Y'TLyc  
    Qq+$ea?>  
    B:;$5PUTc  
    /fv;`?~d*  
    定义变量
    ^ZuwUuuf  
    C%H{"  
    ZOw%Fw4B  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) a]\l:r  
    OXp(rJ*bK  
    KDxqz$14 -  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) %W` }  
    n` M!K:Pq  
    9) 优化 $ra q,SP  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ~xCv_u^=  
    <x-7MU&  
    4 ))ZBq?  
    eI%9.Cx#I  
    }l"pxp1K  
    优化结束后会弹出如下报告 As{"B  
    n37P$0  
    O pavno%&  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 < #FxI  
    N(s5YX7<hd  
    10) 光线追迹与结果分析 Q-<h)WTA  
    !:baG]Y  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    [eLMb)n  
    6({TG&`!]  
    '2XIeR  
    G9_7jX*  
    优化后透镜的面型如下: g^I?u$&E  
    透镜渲染效果
    ^m Ua5w  
    \:-"?  
     
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