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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 l1Fc>:o{  
    UW EV^ &"x  
    本文您将会学到如下内容: jRV/A!4  
    透镜基本参数输入; SasJic2M  
    优化变量与评价函数设定; }RqK84K  
     优化; $iz|\m  
     照度分析; *4Y V v  
    h9W^[6  
    2. 操作流程 '2^Q1{ :\  
    IPo?:1x]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。 #>+HlT  
    cYt!n5w~W  
    1&Zj  
    ]z9=}=If  
    2) 创建透镜 cExS7~*  
    u;c?d!E  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens a:6m7U)P#5  
    P";'jVcR  
    =rX>.P%Q5  
    Ph> %7M%  
    3) 输入透镜参数 ^gnZ+`3  
    V~5jfcd  
    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; Q'0d~6n&{  
    H_Q+&9^/  
    BThrO d  
    @MCg%Afw  
    w`zTR0`  
    将第二面的圆锥系数改为-1 D}X\Ca"h  
    Dm<A ^u8  
    4) 创建LED光源  kPLxEwl  
    /I0%Z+`=  
    y h9*z3  
    光源类型为Random plane ; @I!0-OjL  
    光线数为10000; B&uz;L3  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; }9fTF:P  
    形状选为椭圆; e**qF=HCw  
    "LTad`]<Ro  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. L/G6Fjg^  
    半径选择60度 ,DkNLE  
    类型选择 Lambertian W:L AP R  
    形状选择 Elliptical 9;-p'C  
    *bA.zmzM  
    波长选择默认默认波长 YcpoL@ab  
    Power默认为1 watts 'SF<_aS(  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 6jLCU%^  
    g7W"  
    7O-x<P;  
    LED光源设定办法 dNeVo|Y~h  
    N[ Og43Y  
    ;hN!s`vq  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) iAIuxO  
    DlMW(4(  
    kL"2=7m;  
    波长设定,颜色选为绿色 fS78>*K  
    'AH0ww_)n  
    @r/n F5  
    功率设定(在Power units选择Watts) ]-/VHh  
    +!.^zp21  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane j\^CV?}sm'  
    ,wAF:7'  
    vnZC,J `  
    创建平面探测器(plane) !." D]i;  
    7! INkH]  
    7\Y0z  
    (M.&^w;`,  
    6) 创建分析面 X?qK0fS  
    i6Emhji  
    ) ahA[  
    ZeaA%y67U  
    光线滤光器设置 cB}D^O   
    fHd#u%63K  
    7) 执行光线追迹 E92KP?i  
    K^<BW(s  
    N~zdWnSZ@G  
    }*pi<s  
    9N 3o-=  
    Uf;^%*P4  
    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。 K:# I  
    fN1-d&T  
    Sk\K4  
    8) 优化设定 -Cc^d!::  
    OU $#5  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 nazZ*lC  
    #( 146  
    3eAX.z`D  
    U$D65B4=  
    l L@XM2"  
    定义变量
    C 7ScS"~  
    scz&h#0V  
    -3Z,EaG^  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread)  < !C)x  
    C{xaENp  
    e)? .r9pA;  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 6H WE~`ok6  
    lE(HFal0-(  
    9) 优化 xHLlMn4M  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ShP^A"Do  
    ~H<6gN<j(.  
    oDAXiY$u  
    6wjw^m0  
    #rQ2gx4  
    优化结束后会弹出如下报告 q01wbO3-"  
    U,{eHe ?>T  
    U}rU~3N  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 0{p#j~ZhC  
    A>;bHf@  
    10) 光线追迹与结果分析 umH40rX+  
    $2M$?4S/T  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    ' ;FnIZ  
    E`usknf>l  
    vm7z,FfN  
    .K2qXw"S#  
    优化后透镜的面型如下: ;LPfXpR  
    透镜渲染效果
    CMG&7(MR  
    g-</ua(j  
     
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