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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 9Q"'" b*?z  
    R6(oZph  
    本文您将会学到如下内容: ?nL.w  
    透镜基本参数输入; !jTcsN%  
    优化变量与评价函数设定; 5k.oW=  
     优化; jbAx;Xt'=M  
     照度分析; .X;3,D[w  
    bD?VU<)3  
    2. 操作流程 [EKQR>s)  
    ]?(-[  
    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。 s=;uc] 9g  
    qw^uPs7Uw  
    Fx2bwut.K  
    P09;ng67  
    2) 创建透镜 ,LnII  
    va0{>Dc+  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens I"A_b}~*}  
    Y/*mUS[oa  
    ,=[?yJy  
    s6@DGSJ  
    3) 输入透镜参数 2I,^YWR  
    Hhcpp7cr'  
    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; 85LAY aw  
    E S//  
    r/u A.Aou^  
    VT\F]Oa#  
    H<PtAYFS  
    将第二面的圆锥系数改为-1 r2,.abo  
    U`2e{>'4t  
    4) 创建LED光源 xwq+j "  
    .N ,3 od@  
    _I:/ZF5  
    光源类型为Random plane ; zN^n]N_?  
    光线数为10000; d^{RQ   
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ]7Tkkw$  
    形状选为椭圆; 4b98Ks Yg  
    6">+ ~ G  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. xHD=\,{ig  
    半径选择60度 }&w Ur>=  
    类型选择 Lambertian %H]ptH5  
    形状选择 Elliptical +%ee8|\  
    s~5[![1 K  
    波长选择默认默认波长 BRgXr  
    Power默认为1 watts wAf\|{Vn  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm nU7>uU  
    ^ hZ0IM  
    PoG-Rqe  
    LED光源设定办法 x|pg"v&[  
    U:^PC x`  
    {>hC~L?6  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) ;DFSzbF`  
    g/CSG IIT  
    `p2+&&]S  
    波长设定,颜色选为绿色 ;:\<gVi:  
    VY |_d k  
    E&2OD [iX  
    功率设定(在Power units选择Watts) UQ?XqgUM  
    *U&0<{|T  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane =8AO:  
    I|gB@|_~  
    PQ5QA61  
    创建平面探测器(plane) RtTJ5@V(  
    haK3?A,"_A  
    %4et&zRC  
    a&/#X9/  
    6) 创建分析面 k_ & :24Lj  
    49GkPy#]L=  
    Br1&8L-|%  
    Xg|B \ \  
    光线滤光器设置 WrQDX3  
    u0|8Tgf  
    7) 执行光线追迹 MQ 5R O;RY  
    YIoQL}pX  
    mF*2#]%dx  
     HN=V"a  
    ,(d) Qg  
    7}f}$1   
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 e!N:,`R 5  
    JTO~9>$ B  
    _aGOb;h  
    8) 优化设定 $PTP/^  
    l{I6&^!KS  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ^1iSn)&  
    $HHs^tW  
    DFZkh^PFd  
    {XR6>]  
    qE&v ;  
    定义变量
    y"bByd|6  
    >`Y.+4 mE  
    C7lH]`W|/  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) OK[T3/v,  
    j9eTCJqB  
    0b+Wc43}K  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) & ?h#Z!  
    qLn/2  
    9) 优化 "& ])lz[u  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 .k,1f*%  
    $?Yry. 2  
    l~c@^!  
    {@6= Q 6L  
    :o0JY= 5  
    优化结束后会弹出如下报告 =XA;[PVx:#  
    _ "?.!  
    D>/0v8  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 qkt0**\  
    -G}[AkmS  
    10) 光线追迹与结果分析 m+`fn;*  
    &+Z,hs9%  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    6h|q'.Y  
    t[ubn+  
    V=R 3)GC  
    K-bD<X  
    优化后透镜的面型如下: `NCwK6/i  
    透镜渲染效果
    C7rNV0.Fq  
    q*U*Fu+  
     
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