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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 $S=~YzO  
    T<f\*1~^  
    本文您将会学到如下内容: >'}=.3\  
    透镜基本参数输入; Vl 19Md  
    优化变量与评价函数设定; w*u{;v#  
     优化; V@ _-H gg  
     照度分析; 7*>S;$  
    `kNi*I^  
    2. 操作流程 M,t*nG  
    x* =sRf  
    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。 46K&$6eN  
    M. )}e7  
    *|k;a]HT  
     &(1H!  
    2) 创建透镜 ! FR%QGn1  
    {;&B^uz ]  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens %/y`<lJz(  
    Zgg'9E  
    6hM]%  
    a4T~\\,dZ>  
    3) 输入透镜参数 jWXR__>.  
    iIsEQh  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; \+iu@C  
    ms}f>f=  
    j1puB  
    /Fe:h >6  
    !6zyJc @01  
    将第二面的圆锥系数改为-1 Il{^ j6  
    L\}Pzxn  
    4) 创建LED光源 n1*&%d'7  
    Re*|$r#  
    I(]BMMj  
    光源类型为Random plane ; -=$% {  
    光线数为10000; 20UqJM8 Ot  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; jow7t\wk  
    形状选为椭圆; IV{FH&t^T"  
    P3iA(3I24<  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. " F-Y^  
    半径选择60度 %M{k.FE(  
    类型选择 Lambertian ~n[b^b  
    形状选择 Elliptical *O@sh  
    A3AP51 !  
    波长选择默认默认波长 v@8S5KJ  
    Power默认为1 watts FUaI2  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm #>8T*B  
    {~"7vkc+  
    tu\mFHvlg  
    LED光源设定办法 iOT)0@f'  
    r^$\t0h(U8  
    [kbC'Eh*  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) D@8jGcz62  
    2Co@+I[,4&  
    3{N\A5 ~  
    波长设定,颜色选为绿色 aje^Z=]  
    6*ZU}xT  
    Fr-[UZ~V  
    功率设定(在Power units选择Watts) J &!B|TS  
    zKLn!b#>  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Dp*:Q){>E  
    )ll?-FZ   
    wms1IV%;  
    创建平面探测器(plane) Ko#4z%Yq  
    JE0?@PI$  
    I-xwJi9?,  
    cDCJ]iDs  
    6) 创建分析面  ]}Pl%.  
    P7z:3o.  
    P: n#S%  
    B4Q79gEh=  
    光线滤光器设置 $^t<9" t  
    D%-{q>F!gf  
    7) 执行光线追迹 z^r |3;  
    AzZJG v ]H  
    sf`PV}a1  
    /I`3dWL  
    Nz~(+pVWg5  
    [*Q-nZ/L  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 Rho5s@N7  
    hp*<x4%*a"  
    t\8&*(&3F  
    8) 优化设定 Vt'L1Wr0v  
    F) ?o,  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 VBM/x|'  
    Jy9bY  
    sxo;/~.p  
    9qpU@V!  
    >9=:sSQu  
    定义变量
    ;1v=||V  
    ! ao6e  
    d/S+(<g  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) iNQ0p:<k  
    W2`.RF^  
    Zd[OWF  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) <s_=-" il  
    `m%:rE,  
    9) 优化 %nWe,_PjD  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 w:}C8WKw  
    V5AW&kfd  
    8V-,Xig;`  
    Gg|M+M?+  
    "}@i+oS  
    优化结束后会弹出如下报告 (= 9 wo  
    O}C)~GU  
    X8b|]Nr  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ]*3:DU  
    2U}m RgJu  
    10) 光线追迹与结果分析 # ORO&78  
    1* ^'\W.  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    "b]#MO}P  
    cD2+hp|9  
    fywvJ$HD]L  
    `XW*kxpm  
    优化后透镜的面型如下: f"Vgefk  
    透镜渲染效果
    \0ov[T N.>  
    ^P?vkO"pB?  
     
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