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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 *9:oTN  
    )aoB -Lu  
    本文您将会学到如下内容: Z(Da?6#1  
    透镜基本参数输入; FR~YO|4?  
    优化变量与评价函数设定; fw>@:m_bK  
     优化; yXU-@~  
     照度分析; eXJt9olI  
    hUirvDvX  
    2. 操作流程 HI/]s^aL  
    wMy$T<:   
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 {\-rZb==F2  
    tX;00g;U.  
    \s<7!NAE4  
    IV{,'+hT  
    2) 创建透镜 36>pa  
    OJd!g/V  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens (;utiupW  
    [6x-c;H_4  
    KTn,}7vZ  
    bc}X.IC  
    3) 输入透镜参数 :xw2\:5~0  
    #PnuR2s7.  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; 5 e:Urv77  
    ;t47cUm6j  
    Zu(eYH=Q  
    3/I Q]8g"  
    M=[/v/M=  
    将第二面的圆锥系数改为-1 :V2"<]  
    9tZ)#@\  
    4) 创建LED光源 Z J(/cD  
    :T~Aa(%(  
    d_9Fc" C~  
    光源类型为Random plane ; ';` fMcN  
    光线数为10000; j0J}d _  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; f`<j(.{9F  
    形状选为椭圆; w+Ve T@  
    UnNvlkjq9  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 51yI W*  
    半径选择60度 lhg3 }dW  
    类型选择 Lambertian tf64<j6  
    形状选择 Elliptical a2W}Wb+  
    Tks;,C  
    波长选择默认默认波长 H"(:6 `  
    Power默认为1 watts 3nuf3)  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm H e]1 <tx  
    >yvP[$]!6  
    `NA[zH,w3  
    LED光源设定办法 G%)?jg@EA  
    WujIaJt-  
    7}bjJR "  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) PpMZ-f@  
    8>x.zO_.c>  
    2=ZR}8}9Q:  
    波长设定,颜色选为绿色 q0WW^jwQ  
    hT6:7 _UD  
    ZWMX!>o<  
    功率设定(在Power units选择Watts) Rs B o\#`  
    |Y3!Lix  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane }@yvw*c  
    |)6(_7e9  
    O{8"f\*  
    创建平面探测器(plane) }yqRz6=YB  
    %sC,;^wla'  
    sBuJK'  
    vl$! To9R"  
    6) 创建分析面 S-Va_ t$  
    ]i*q*]x2u  
    YVVX7hB  
    R#~}ZUk2  
    光线滤光器设置 *lv)9L+0  
    c 5P52_@  
    7) 执行光线追迹 i=_leC)rl  
    )DMu`cD  
    , >Y. !  
    Qv8#{y@U  
    W9 y8dw.  
    FcIH<_r  
    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。 m6V1m0M  
    rP ;~<IxEr  
    V2es.I  
    8) 优化设定 %9M; MK  
    qt]QO1pAd  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 +C;ZO6%w  
    Y=X"YH|  
    f[7'kv5S  
    <0P`ct0,i  
    1 hZM))  
    定义变量
    bI[!y#_z4  
    qq-&z6;$  
    ;KQ'/nII  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) |}Mkn4  
    \$;\,p p  
    s cR-|GuZ  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) N=D Ynz_~  
    Tp`)cdcC[  
    9) 优化 37p0*%a":  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 !Go(8`>  
    Qm`f5-d  
    v ;MI*!E  
    /p\Ymq  
    QZ{&7mc>  
    优化结束后会弹出如下报告 XyS#6D  
    `H$s -PX  
    d\;M F  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 rShi"Yw  
    ?]fBds=  
    10) 光线追迹与结果分析 -Qnnzp$]  
    Aog 3d\1$  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    qjR;c& qR  
    p5F[( H|9  
    vCH>Fj"7  
    -D:J$d 6R<  
    优化后透镜的面型如下: RB/[(4  
    透镜渲染效果
    CyG@  
    %c^]Rdl  
     
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