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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 [Vj|fy4  
    ' wKTWmf?\  
    本文您将会学到如下内容:  /UtSZ(  
    透镜基本参数输入; 9`!#5i)VU8  
    优化变量与评价函数设定; lr$,=P`  
     优化; vqo ~?9z[e  
     照度分析; TSj)XU {W  
    p7[&H/  
    2. 操作流程 8KWhXF  
    ~e=KBYDBu  
    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。 Pz-=Eq  
    $}P>_bq  
    ;V^I>-fnm  
    a]4|XJ_  
    2) 创建透镜 0p=  
    2>im'x 5  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ihIRB9  
    Tx/KL%X  
    m^4Ojik  
     9 'IDbe{  
    3) 输入透镜参数 ~HXZ-*  
    M+lI,j+  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; +Q!Kj7EU/  
    dfs1BV'  
    Zk0?=f?j  
    a2H_8iQ!  
    N~B'gJJDx  
    将第二面的圆锥系数改为-1 v[>8<z8  
    ; .hTfxE0  
    4) 创建LED光源 |sDp>..  
    YrTjHIn~w  
    O9Yk5b;  
    光源类型为Random plane ; }:+P{  
    光线数为10000; QM'>)!8  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 0vM,2:kf*  
    形状选为椭圆; cQ/T:E7$`  
    4'XCO+i#  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 2^&5D,}0  
    半径选择60度 yj9 Ad*.  
    类型选择 Lambertian 1JN/oq;  
    形状选择 Elliptical =4 W jb  
    \>4x7mF!  
    波长选择默认默认波长 iD2>-yf  
    Power默认为1 watts vo2TP:  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm <(Ktf0'__  
    \K(# r=  
    2|LkCu)~,"  
    LED光源设定办法 I^S{V^Ty  
    znd fIt^  
    )> a^%V9  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) mC84fss  
    YCNpJGM  
    9_pOV%Qs  
    波长设定,颜色选为绿色 vC5y]1QDd  
    .gd'<l  
    +#ANc;2g  
    功率设定(在Power units选择Watts) Ib$?[  
    Zh.[f+l]  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 3/2G~$C  
    pw1&WP&?3  
    sTO9>~sj  
    创建平面探测器(plane) gnU##Km|  
    WK6|e[iP  
    5K?%Eo72!=  
    84ma X'  
    6) 创建分析面 1(WNrVm;  
    ;]SP~kG  
    <2 S?QgR,  
    W>`#`u  
    光线滤光器设置 (Y]G6> Oa  
    N^K@$bs4^  
    7) 执行光线追迹 F#Xzh Ds  
    *7 >K"j  
    KmRxbf  
    lDhuL;9e  
    4vRIJ}nQ  
    XvspE}~y  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 .\+%Q)?h:  
    &c1zEgl  
    ;?0r,0l2$  
    8) 优化设定 w@ =Uf7  
    tXnD>H YV  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 \)n'Ywr  
    xBi``x2eY  
    xiG_l-2l  
    SV96eYT<  
    ?_7^MP>  
    定义变量
    VCUEzR0  
    \4|o5,+(@  
    Rc k k  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) eC41PQ3=1'  
    > H(o=39s  
    rfS kQT  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) !o&b:7  
    9n[ovX 7n!  
    9) 优化 H '(Ky  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 :Pf2oQ  
    2k$~Mv@L  
    ;v^1V+1:z  
    byUstm6y  
    CA{(x(W\:  
    优化结束后会弹出如下报告 jh&WL  
    Zl+Ba   
    B`SHr"k!V[  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 THbV],RhJ  
    xK3}z N$T  
    10) 光线追迹与结果分析 5b^`M  
    fer~NlX  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    oCftI':@  
    wO {-qrN  
    yl[6b1  
    7D%}( pX  
    优化后透镜的面型如下: 1v^eXvY  
    透镜渲染效果
    w,QO!)j!  
    zn@yt%PCV  
     
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