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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 ^!s}2GcS`  
    V'| g  
    本文您将会学到如下内容: @+Anv~B.  
    透镜基本参数输入; b ffml  
    优化变量与评价函数设定; 8aM% 9OU  
     优化; mrB hvp""  
     照度分析; EXM/>PG  
    oY#XWe8Om  
    2. 操作流程 t)kr/Z*p\  
    EPUJa~4  
    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。 6`PGV+3j  
    MrygEC 5  
    y`P7LC  
    fqp7a1qQl  
    2) 创建透镜 vXWESy  
    K|' ]Hje\  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 98%a)s)(a  
    AXv3jH,HF  
    ^`C*";8Q  
    ki/Lf4  
    3) 输入透镜参数 N`mC_)  
    9$w)_RX9W  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; @X / =.  
    X]qp~:4G  
    uX 5B>32  
    LAjw!QB  
    ,Y/>*,J  
    将第二面的圆锥系数改为-1 Ra,on&OP`*  
    U";Rp&\3;  
    4) 创建LED光源 PYRwcJ$b\d  
    4xC6#:8  
    F u=VY{U4  
    光源类型为Random plane ; 7JK 'vT  
    光线数为10000; JL*]9$o  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; mgl' d  
    形状选为椭圆; FH@e:-*=  
    kys-~&@+  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. oFA$X Y  
    半径选择60度 |@4h z9~3  
    类型选择 Lambertian a\.?{/  
    形状选择 Elliptical "+OMo-<K7  
    91'^--N  
    波长选择默认默认波长 < 2r#vmM  
    Power默认为1 watts M)It(K8R  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 2Uw}'J_N  
    +hYmL Sq  
    "PM:&v  
    LED光源设定办法 cF6@.)  
    _!T$|,a  
    f;I"tugO  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) uX!y,a/"  
    I Q`aDo-V  
    kUBHK"}K  
    波长设定,颜色选为绿色 ]-]@=qYu  
    1>*<K/\qg  
    A.*nDl`H  
    功率设定(在Power units选择Watts) EG=>F1&M  
    K*D]\/;^  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane R1rfp;   
    H$'kWU*l  
    D%}o26K.C  
    创建平面探测器(plane) $B N+SD!  
    `o-<,  
    57%cN-v*  
    F>nrV  
    6) 创建分析面 3om7LqcRo  
    zT zG&B-  
    k3eN;3#&  
    2]KPW*V  
    光线滤光器设置 3W00,f^9  
    JVYYwA^ .  
    7) 执行光线追迹 ))zaL2UP.  
    745PCC'FK  
    6:X\vw  
    T7X2$ '  
    =hb87g.  
    f)fw87UPc  
    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。 f;6d/?=~  
    *m/u3.\  
    LxGh *7K-  
    8) 优化设定  Ue Tp,  
    Y& %0 eI!  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 6<O]_HZ&  
    O  
    a];i4lt(c  
    rI$10R$+H  
    $fG/gYvI\  
    定义变量
    ZPFTNwf  
    K~N[^pF  
    U}TQXYAg  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) 61 |xv_/  
    QR8 Q10  
    !I$RE?7eY  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) Jx7^|A  
    x=+H@YO\  
    9) 优化 |]^! 4[!U  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 =v;@w$#  
    p8bTR!rvz  
    9a,CiH%@  
    ywBo9|%T  
    fQ) ;+  
    优化结束后会弹出如下报告  yFv3>\  
    )f|6=x4  
    &Kwt vUN{  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ,bg#pG!x Q  
    ,]' !2?  
    10) 光线追迹与结果分析 ~<-h# B  
    -hfY:W`Dz  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    ~Y[b QuA=)  
    Ml ^Tb#  
    "=O)2}  
    3iwZUqyq  
    优化后透镜的面型如下: 4Yk (ldR~  
    透镜渲染效果
    *8+YR  
    w?"l4.E%  
     
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