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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 X=!^] 3zH  
    ~yfNxH~k  
    本文您将会学到如下内容: uRRQyZ  
    透镜基本参数输入; 1V4s<m>#  
    优化变量与评价函数设定; O%(fx!c`  
     优化; gL[yA?GoM  
     照度分析; YY)s p%  
    !tMuuK?IL=  
    2. 操作流程 /F-qP.<D,r  
    |_*O'#jx  
    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。 Xti[[sJ  
    ;"fDUY|  
    }Q?c"H!/  
    {G}.b)9FG  
    2) 创建透镜 K[Kh&`T  
    -UdEeZz.  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 6c"0})p  
    Co9QW/'i  
    Q}K#'Og  
    RHq/JD-  
    3) 输入透镜参数 8a="/J  
    T:Hr&ws4  
    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;  , ^;)<[  
    Nz+9 49X  
    L ugn 3+  
    X1Ac*oLN  
    AW_(T\P:u  
    将第二面的圆锥系数改为-1 65p?Igb  
    &nkW1Ner9  
    4) 创建LED光源 H]p!\H  
    `m?c;,\  
    jbu8~\"  
    光源类型为Random plane ; x&9hI  
    光线数为10000; j!4et;  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; a /#PLP  
    形状选为椭圆; HA`@7I  
    U,gti,IX^  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. *R3f{/DK  
    半径选择60度 bQP{|  
    类型选择 Lambertian VUYmz)m5  
    形状选择 Elliptical RIE5KCrGB  
    bKQ"ax>6p  
    波长选择默认默认波长 0 79'(%  
    Power默认为1 watts ?) [EO(D  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm C;`XlQG `  
    w{uuSe  
    Jn3 An  
    LED光源设定办法 %Gj8F4{  
    c`WHNky%j  
    &S]@Ot<z  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) k^%B5  
    ;M#_6Hd?qD  
    x{,q]u /  
    波长设定,颜色选为绿色 +$(2:S*r  
    IWveW8qJ  
    2@~M4YJf  
    功率设定(在Power units选择Watts) EG0auzW?  
    ^;maotHn  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ~L_hZso4  
    'd&0Js$^  
    6,LubZFD  
    创建平面探测器(plane) YJ/zU52JK~  
    Da:unVbU  
    W4U@%b do  
    3a 1u  
    6) 创建分析面 MJCzo |w  
    T<@cd|`  
    TsUOpEuX  
    VY"9?2?/  
    光线滤光器设置 #8bsxx!s  
    `S.ZS}~!F  
    7) 执行光线追迹 C?=P  
    bb`':3%  
    B Ma)O  
    ;Y mTw  
    LIVU^Os.  
    u#A<hq;  
    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。  "t$k  
    -}4NT{E  
    c$`4*6  
    8) 优化设定 `#QG6/0  
    }%`~T>/  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 z rv#Xa!O\  
    ww{_c]My  
    [kzd(u  
    9cx =@  
    sv(f;ib  
    定义变量
    ^(f4*m6`  
    JwRF(1_sM  
    }Jh: 8BNuP  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) @@g\2Gs  
    !W'Ui 9uX  
    ?$Wn!"EC8  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) l Js <  
    16EVl~LN  
    9) 优化 a=$t&7;,  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 j9U%7u]-k  
    ?Xo*1Z =  
    %|l8f>3[  
    ow;R$5G  
    I.@hW>k  
    优化结束后会弹出如下报告 g3sUl&K  
    1?Aga,~k:a  
    ;t> Z+O%  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 NHgjRP z"  
    NLe}Jqp  
    10) 光线追迹与结果分析 GOB(#vu  
    3q:{1rc  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    gbStAr.  
    W*:,m8wk  
    b2^AP\: k  
    \#x}q'BC4  
    优化后透镜的面型如下: RF!1oZ  
    透镜渲染效果
    T\# *S0^  
    ;C/bJEgdd  
     
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