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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 p_n$}z  
    nZNS}|6  
    本文您将会学到如下内容: C{l-l`:  
    透镜基本参数输入; UHfE.mTjM  
    优化变量与评价函数设定; &l-d_dh  
     优化; "#8^":,4  
     照度分析; 8?<J,zu@AV  
    jc>B^mqx  
    2. 操作流程 l&W:t9o  
    XD!}uDZ^  
    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。 :D2GLq*\  
    Jz&dC  
    FoYs<aER  
    $'!n4}$}  
    2) 创建透镜 ~tW<]l7  
    9"B;o  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens I-J%yutB  
    X>yE<ni  
    _E-{*,7bZS  
    gLo&~|=L-  
    3) 输入透镜参数 "<&o ;x<  
    r}|)oG,=  
    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 S9:*YH  
    Q>w)b]d~c  
    p ~+sk1[.  
    Ft:_6T%  
    dKchQsgCg  
    将第二面的圆锥系数改为-1 3|3ad'  
    e cvZwL  
    4) 创建LED光源 ?"}U?m=  
    L5&,sJz  
    .OW5R*  
    光源类型为Random plane ; Mj19;nc0I  
    光线数为10000; !HXsxNe  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; mkBQ TQGT  
    形状选为椭圆; :}SR{}]yXs  
    lY |]  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. &s\,+d0  
    半径选择60度 t[b(erO'  
    类型选择 Lambertian rX`fjS*C  
    形状选择 Elliptical ^:O*Sx.CA  
    J04R,B  
    波长选择默认默认波长 hSh^A5 /  
    Power默认为1 watts zRau/1Y0  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm GapH^trm  
    A>:31C  
    7d_"4;K)  
    LED光源设定办法 = j l( Q  
    ')fIa2dO/  
    HE2t0sAYX  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) Z\)P|#L$  
    ]HG> Og  
    ,zBc-Cm  
    波长设定,颜色选为绿色 c8cGIAOY)  
    fjQIuM  
    L#_QrR6Sny  
    功率设定(在Power units选择Watts) "MOmJYH  
    KZ [:o,jp>  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane H[r64~Sth  
    4)N~*+~\h  
    xtXK3[s  
    创建平面探测器(plane) z7*mT}Q  
    D6FG$SV  
    6SSrkj}U  
    rN {5^+w  
    6) 创建分析面 xz/G$7q7  
    ,=}+.ax  
    C[JPohm  
    u,@x7a,z  
    光线滤光器设置 %U97{y  
    Ti5"a<R4m6  
    7) 执行光线追迹 D4+OWbf6  
    LkXF~  
    @hOY&  
    8O^z{Yh7  
    @v}M\$N?  
    xkz`is77Y@  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 Bq \WG=Fd  
    ?kc,}/4  
    4wwRNu*  
    8) 优化设定 n yd'79~>G  
    W4AFa>h  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 'p'nAB''!  
    9kU|?JE  
    A Rjox`  
    )$FwB6^  
    (K> 4^E8  
    定义变量
    E`3[62C  
    UrB {jS?  
    _d3/="=  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) `"E<%$|ZQy  
    r6`KZ TU  
    XE*#5u8t  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) qVJC O-K|  
     Hh<}~s  
    9) 优化 j}DG +M  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 pd}af iF  
    +p)kemJ~  
    ]4oF!S%F  
    R&s\h"=*  
    s$OnQc2/  
    优化结束后会弹出如下报告 KZTT2KsYl  
    >PiEu->P,  
    :mz6*0qW  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 sBu- \P#  
    'd=B{7k@  
    10) 光线追迹与结果分析 C&KH.h/N  
    e? !A]2  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    Z&0*\.6S~  
    #s^~'2^%4  
    FFqqAT5  
    GbZqLZ0  
    优化后透镜的面型如下: HrQft1~N  
    透镜渲染效果
    XQL]I$?  
    elm]e2)F  
     
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