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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 LB9W.cA   
    1TF S2R n  
    本文您将会学到如下内容: ,) aUp4*  
    透镜基本参数输入; nE2?3S>  
    优化变量与评价函数设定; <(yAat$H  
     优化; %?[0G,JG  
     照度分析; 3-kL0Q["  
     3UKd=YsJ  
    2. 操作流程 iM9^.  
    9`? M-U  
    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。 ,WM-%2z^4I  
    !4 lN[  
    X\i;j!;d  
    @ `mke4>_  
    2) 创建透镜 "<%J^Z9G  
    0;`+e22  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens qZv@ULluc  
    6':Egh[;  
    2v#gCou  
    k2PK4Ua_}q  
    3) 输入透镜参数 2"%f:?xV{  
    p{ ``a=  
    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;"J8  
    ASr@5uFR  
    n.R"n9v`  
    E\cX  
    3f~znO  
    将第二面的圆锥系数改为-1 UIht`[(z  
    Np+pJc1  
    4) 创建LED光源 "V`DhOG&  
    i->G {_gH  
    _={mKKoHs  
    光源类型为Random plane ; \=&Z_6Mu  
    光线数为10000; =qL^#h83y  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; [nrD4  
    形状选为椭圆; } j;es(~D  
    Nw-U*y  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. >&F:/   
    半径选择60度 ~ t N/  
    类型选择 Lambertian CVEo<Tz  
    形状选择 Elliptical +4rd N\.  
    % I2JS  
    波长选择默认默认波长 >B*zzj  
    Power默认为1 watts 02T'B&&~  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm $+Z2q<UT  
    S-</(,E}|  
    V)ag ss w?  
    LED光源设定办法 FP*kA_z$  
    <E^;RG  
    b.kV>K"X3  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) tYSfeU  
    crSqbL  
    GxC\Nj#  
    波长设定,颜色选为绿色 nQa:t. rC  
    }1lZW"{e[  
    I9`ZK2S  
    功率设定(在Power units选择Watts) ^gR~~t;@  
    CJs ~!ww  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ,Z! I^  
    ;W FiMM\  
    1F3Q^3+  
    创建平面探测器(plane) yT='V1  
    . NxskXq)  
    *O)i)["  
    /WK1(B:  
    6) 创建分析面 T, PN6d  
    }Gx@1)??  
    E]r<t#  
    pZt>rv  
    光线滤光器设置 *Ue#Sade  
    [UB*39D7  
    7) 执行光线追迹 8qxZ7|Y@  
    5 [4{1v  
    Dqd2e&a\  
    S1C#5=  
    [6/8O  
    2d  YU  
    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。 Z J1@z.  
    kV!1k<f  
    C#3&,G W  
    8) 优化设定 #MiO4zXgd  
    [ <k&]Kv  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 R9QW%!:,\2  
    -mLu!32I<  
    @3FQMs4  
    L;+e)I]  
    c+8 Y|GB  
    定义变量
    h,b_8g{!  
    t2rZ%[O  
    8E9k7  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) Xr88I^F;  
    +"~*L,ken0  
    T eu.i   
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) dX[ Xe  
    8H8Q  
    9) 优化 eiRVw5g  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 \nL@P6X  
    4\uq$.f-  
    Rd5pLrr[0)  
    #'RfwldD9  
    lTtc#  
    优化结束后会弹出如下报告 =2vZqGO30  
    G(t&(t`[  
    !FB2\hiM  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 !d[]Qt%mA  
    5-S-r9  
    10) 光线追迹与结果分析 'A1y~x#2B  
    -B-HZ_  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    %>y!N!.F  
    Hd gABIuX  
    f3:dn7  
    L},o;p:  
    优化后透镜的面型如下: fWDTP|DV  
    透镜渲染效果
    9C5F#(uY  
    '] _7Xa'  
     
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