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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 m?=9j~F *  
    G~;hD-D~.  
    本文您将会学到如下内容: r]+N(&q  
    透镜基本参数输入; Q-LDFnOFwp  
    优化变量与评价函数设定; ]Y@ia]x&P  
     优化; iSz?V$}?  
     照度分析; 3d0Yq  
    L_WVTz?`  
    2. 操作流程 ntT~_Ba8;u  
    ]C me)&hX  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 h"~GaI  
    E5}wR(i,4  
    P6cc8x9g(  
    Ni4*V3VB  
    2) 创建透镜 *l-(tp5  
    ve|`I=?2  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens yIdM2#`u  
    ihr l!A5  
    DlXthRM  
    }4n?k'_s?  
    3) 输入透镜参数 {} 11U0  
    i+z;tF`  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; ? <.U,  
    TdAHw @(  
    yb(zyGe  
    `RG_FS"v  
    4l~0LdYXKm  
    将第二面的圆锥系数改为-1 >{dj6Wo  
    gZs UX^%  
    4) 创建LED光源 ;|e6Qc9  
    2-3|0<`  
    A S#D9o  
    光源类型为Random plane ; @fH?y Z=>  
    光线数为10000; ){.J`X5r  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; DNy1} 3wg  
    形状选为椭圆; {|jG_  
    m j{ /'  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. n?QpVROo\  
    半径选择60度 W~1MeAI  
    类型选择 Lambertian AF qut  
    形状选择 Elliptical XVfp* `  
    }Dig'vpMx  
    波长选择默认默认波长 T&2aNkuG  
    Power默认为1 watts Wkk=x&  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm U 6y ;V  
    VS#i>nlT  
    Us ]Uy|j  
    LED光源设定办法 bD[6) ITg  
    4K@`>Y5g*  
    z.9 #AN=&[  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) Hset(-=X  
    S;"7d  
    o 6$Q>g`]  
    波长设定,颜色选为绿色 TT429  
    LW;UL}av  
    FshQ OFW  
    功率设定(在Power units选择Watts) Z' 0Gd@/  
    mySm:ToT  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane *q%)q  
    )p MZ5|+X  
    }31z 35  
    创建平面探测器(plane) ~67L  
    KB,!s7A  
    {.We%{4V  
    b|c?xHF}K  
    6) 创建分析面 89B1\ff  
    &/7AW(?  
    N~ -N Q  
    -IR9^)  
    光线滤光器设置 vXnTPjbE  
    Ml)Xq-&wc  
    7) 执行光线追迹 saH +C@_,  
    %aX<p{EY  
    7oPBe1P,K+  
    T8.@ }a  
    $cev,OW6]  
    Q:]F* p2  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 !U$ %Jz  
    63QSYn,t  
    Q1Z;vzQfg  
    8) 优化设定 g]C+uj^  
    _Gy*";E  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 x3L3K/qMg  
    r4O*0Q_  
    #Dx$KPD  
    l}X3uy S  
    (tEW#l'}  
    定义变量
    /^ v4[]  
    &X^~%\F:2  
    wX7B&w8wV  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) Q]7Q4U  
    n<7#?X7  
    =o=)EU{~  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) /Mf45U<  
    uJG^>B?`b  
    9) 优化 ||7r'Q  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 B$Jn|J"/6  
    pTmG\wA~$  
    8|7fd|6~  
    $cH'9W}3K  
    4;|&}Ij  
    优化结束后会弹出如下报告 Y( /VW&K&:  
    3Nw9o6`U  
    iD@2_m)  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 f7XmVCz1  
    *D]/V U  
    10) 光线追迹与结果分析 G:' -|h  
    G <m{o  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    G\TyXq_4  
    %@*diJ  
    g{l;v  
    dW!T.S  
    优化后透镜的面型如下: :4Sj2  
    透镜渲染效果
    2N(c&Dzkh`  
    >'Nrvy%&0  
     
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