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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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    离线infotek
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 gJXaPJA{  
    29Ki uP  
    本文您将会学到如下内容: 8=l%5r^cq  
    透镜基本参数输入; q 1,~  
    优化变量与评价函数设定; {.yB'.k?  
     优化; t# i #(H  
     照度分析; SU0 hma8  
    N)T}P\l  
    2. 操作流程 ]DcFySyv  
    X8|,   
    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。 i@yC-))bY  
    wT@og|M  
    pP_LR ks}  
    Cy e.gsCT  
    2) 创建透镜 6Oq 7#3]  
    ~ }P,.QQ  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Hka2  
    mt .sucT  
    +[VXs~I q  
    vN:Ng  
    3) 输入透镜参数 :X=hQ:>P  
    'DR!9De  
    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; m`XHKRp  
    jp,4h4C^)  
    7! Nsm  
    TbU#96"~.  
    A^g(k5M*  
    将第二面的圆锥系数改为-1 6m93puY`7  
    F8=+j_UGI  
    4) 创建LED光源 LVGe]lD  
    2G7Wi!J  
    @{Q4^'K"  
    光源类型为Random plane ; /: "1Z]@  
    光线数为10000; f|5co>Hk  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; qX%_uOw:%  
    形状选为椭圆; )7F/O3Tq  
    .*oU]N%K=  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ]^E?;1$f?  
    半径选择60度 ye&;(30Oq  
    类型选择 Lambertian =cI(d ,  
    形状选择 Elliptical RZLq]8pM  
    lA]8&+,ZM  
    波长选择默认默认波长 {) XTk &"  
    Power默认为1 watts ?s01@f#  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm afVT~Sf{  
    +7Gwg  
    js(pC@<q5  
    LED光源设定办法 SUiOJ[5,  
    D*jM1w_`  
    )9g2D`a4  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) X ?O[r3<  
    Wr 4,YQM  
    /uc>@!F  
    波长设定,颜色选为绿色 I7onX,U+  
    {: /}NpA$  
    X'ag)|5ot  
    功率设定(在Power units选择Watts) $Sq:q0  
    |yCMt:Hk  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane *4'"2"  
    J.a]K[ci  
    :WEDAFq0  
    创建平面探测器(plane) 5pX6t  
    _BufO7 `.  
    t@(HF-4~=  
    |!ELV 7?(  
    6) 创建分析面 Mx}gN:Wt  
    VY-EmbkG-t  
    81F9uM0  
    =;L|gtH"  
    光线滤光器设置 [^iN}Lz  
    -"x$ZnHU  
    7) 执行光线追迹 ZJoM?g~WFI  
    F,kZU$  
    ).O)p9  
    ~N4m1s"  
    "]*tLL:`  
    Pz7XAcPQ(  
    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。 %d @z39-;  
    *~`(RV  
    :jf3HG  
    8) 优化设定 ?6!LL5a.  
    e-;}366}  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 T{ "(\X$  
    +@UV?"d  
    @Qe0! (_=  
    }p V:M{Nu&  
    BtZyn7a  
    定义变量
    }V>T M{  
    st*gs-8jJ;  
    \V:^h [ad  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) #yen8SskB  
    @EAbF>>  
    qs6aB0ln  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) f$( e\+ +  
    \vNU,WO  
    9) 优化 AA_%<zK  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 <@}9Bid!o  
    xno\s.H%]  
    d9ihhqq3}  
    M5B# TAybC  
    ]n~V!hl?A  
    优化结束后会弹出如下报告 }]Tx lSp!;  
    t^HRgY'NjM  
    iso4]>LF  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 Xj*Wu_  
    |ZBw<f  
    10) 光线追迹与结果分析 g0H[*"hj  
    p_ =z#  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    Tw% 3p=  
    RSds8\tk  
    i4Jc.8^9$  
    J4utIGF  
    优化后透镜的面型如下: GILfbNcd  
    透镜渲染效果
    $kgVa^  
    <{pz<io)  
     
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