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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 5U+4vV/*  
    "8cI]~ V  
    本文您将会学到如下内容: mK"s*tD  
    透镜基本参数输入; {i8 zM6eC  
    优化变量与评价函数设定; esx/{j;<u  
     优化; 3/ }  
     照度分析; K r|.I2?"  
    p nI=  
    2. 操作流程 <Up ?w/9  
    (*Q:'2e  
    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。 BbC O K  
    #RU8 yT  
    E!mv}  
    J,u-)9yBA<  
    2) 创建透镜 PR$;*|@  
    w=rD8 @  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens rvd%z7Z1o  
    yzzJKucVU:  
    VHl1f7%@H  
    iQ2j ejd3(  
    3) 输入透镜参数 $YcB=l  
    Dat',5  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; ^w.]1x  
    vPz7*w  
    4:N*C7 P  
    /"u37f?[^  
    Iapz,nuE  
    将第二面的圆锥系数改为-1 u5glKE  
    C}Kl!  
    4) 创建LED光源 >X05f#c"v/  
    zhFm2  
    T>L?\-  
    光源类型为Random plane ; Ox-eB  
    光线数为10000; ^rP]B-)  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 6b'.WB]-  
    形状选为椭圆; HBtk)  
    }$L63;/H  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. +>vKI8g*RH  
    半径选择60度 X<[ qX*  
    类型选择 Lambertian zB`woI28  
    形状选择 Elliptical PzNPwd  
    NE8W--Cg|  
    波长选择默认默认波长 %>i:C-l8  
    Power默认为1 watts [p`5$\e  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm !@8i(!xb  
    :Z6j5V;s  
    IY#:v%U  
    LED光源设定办法 'D ?o^  
    u ij^tN%  
    ZDR@VYi+~  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) Hy[: _E  
    ZqVbNIY   
    <L#d <lx  
    波长设定,颜色选为绿色 0x!&>  
    *$NZi*z3  
    g)#{<#*2  
    功率设定(在Power units选择Watts) uy3<2L#.  
    p,$N-22a  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane &.*UVc2+Y  
    tMiIlf!>p  
    K=v:qY4Z  
    创建平面探测器(plane) !!^z6jpvn  
    =ZIT!B?4  
    *<($.c  
    d)Yl D]I  
    6) 创建分析面 j"69uj` R  
    \BXzmok  
    CG=c@-"n/  
    ls]N&!/hq  
    光线滤光器设置 ~dRstH7u  
    r8Pd}ptPU  
    7) 执行光线追迹 cZ?QI6|[  
    EaO@I.[  
    X&qx4 DL  
    P)=.D u)  
    @9gZH_ur>E  
    f`uRC-B/  
    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。 .="X vVdkp  
    -y+>^45  
    ]19VEH  
    8) 优化设定 FRrp@hE  
    ' {,xQf*x  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Y7VO:o  
    :-k|jt  
    i U$ ~H  
    )O~[4xV~  
    RU:Rt'  
    定义变量
    (G>[A}-  
    |:=o\eu&  
    ijF_ KP'  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) pFd8p@m_2  
    5:h[%3'bB  
    kW g.-$pp  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) B;1qy[  
    w6% Q"%rp  
    9) 优化 C|$q Vh>  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 }Q/onB t  
    :jLL IqhB  
    NXY jb(4:  
    8vY-bm,e  
    A IP~A]T  
    优化结束后会弹出如下报告 'jtC#:ePK  
    smQ^(S^  
    Iry$z^  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 *glZb;_  
    18>cfDh;N  
    10) 光线追迹与结果分析 ;Ba%aaHl  
    9Yx(u 2PQ  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    W_\zx<m  
    IY`p7 )#i  
    TC\+>LXiZ  
    bmfM_oz  
    优化后透镜的面型如下: IU%|K~_n  
    透镜渲染效果
    SiratkP9n7  
    yw3"jdcl  
     
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