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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 g4?Q.'dZr  
    %jYQ  
    本文您将会学到如下内容: qFB9,cUqh  
    透镜基本参数输入; }S1Z>ZA5  
    优化变量与评价函数设定; V7qCbd^>XJ  
     优化; 3( >(lk  
     照度分析; u66TrYStG  
    y=y/d>=w  
    2. 操作流程 7] R6  
    :5q^\xmmq  
    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。 ";%e~ =  
    wR`w@ 5,d  
    AycA :<  
    ~7FEY0/  
    2) 创建透镜 5M/%%Ox  
    '` BjRg57]  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens i'[n`|c<  
    p7?CeyZ-V  
    UtHmM,*I  
    i!/h3%=  
    3) 输入透镜参数 eP-R""uPw  
    |:J*>"sq  
    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; ~)oWSo5ll  
    b7F3]W<`&  
    4DG 9`5.  
    G~Q*:m  
    bqf]$}/8k  
    将第二面的圆锥系数改为-1 4okHAv8;  
    #L).BM  
    4) 创建LED光源 f D]An<  
    HZ[68T[8b  
    QBN=l\m+  
    光源类型为Random plane ; *;V2_fWJ@  
    光线数为10000; ~7)rKHau  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; `SSP53R(0  
    形状选为椭圆; =]2RC1#}e  
    6w:g77SH)%  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. |yId6v  
    半径选择60度 kOlI?wc  
    类型选择 Lambertian Zip K;!9by  
    形状选择 Elliptical 4`EvEv$i  
    &})4?5  
    波长选择默认默认波长 O#uaGziFf  
    Power默认为1 watts eX]9m Q]E  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm { 8|Z}?I  
    .aAw7LW  
    z?IY3]v*z<  
    LED光源设定办法 [W8iM7D  
    gzJ{Gau{)  
    JXZ:Wg  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) |tolgdj  
    Xy KKD&j  
    eW }jS/g`  
    波长设定,颜色选为绿色 K_w0+oY a  
    $HR(|{piZ  
    "cz]bCr8  
    功率设定(在Power units选择Watts) D=pI'5&  
    iA{chQBr  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane )oz-<zW  
    .-1{,o/&Q  
    6m;wO r  
    创建平面探测器(plane) 5e~{7{  
    wTgx(LtH  
    MIMPJXT#.  
    V }r_   
    6) 创建分析面 {H7$uiq3:B  
    w!GU~0~3[  
    hnfrnYH  
    7+2aG  
    光线滤光器设置 bQ:3G;  
    #\!hBL @b  
    7) 执行光线追迹 kdueQ(\  
    lG^mW \ O  
    q_m#BE;t  
    uBL~AC3>O  
    OHa{!SaL  
    JD\-X(O  
    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。 *MyS7<  
    &V,-W0T_  
    BOl$UJ|K  
    8) 优化设定 vG Lb2Q  
    yKk,);  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 t BXsWY{  
    "=5vgg3  
    GT`<jzAiQ  
    ] !*  
    c K}  
    定义变量
    rQQPs\o  
    ]V]@Zna@g  
    MsiC!j.-  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) 2*",{m  
    H fmMf^c  
    MH~qfH>K  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) *]UEF_  
    1X:whS5S  
    9) 优化 )^' B:ic  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 +M%2m3.Jo  
    kGTc~p(  
    k~EPVJh"  
    kviSQM2  
    @IKe<{w  
    优化结束后会弹出如下报告 (( IBaEq  
    kAF}*&Kzd~  
    ke6cZV5w  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 l$~bkVNL  
    Q1&dB{L  
    10) 光线追迹与结果分析 L}S4Zz18  
    5$G??="K  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    T|iF/p]F  
    EF^=3  
    0*M}QXt  
    umn~hb5O  
    优化后透镜的面型如下: qO3BQ]UF  
    透镜渲染效果
    /F9lW}pd  
    &``oZvu B  
     
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