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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 fe .=Z&  
    xj5TnE9^  
    本文您将会学到如下内容: R~<N*En~  
    透镜基本参数输入; /*C!]Z>.  
    优化变量与评价函数设定; ;@+ |]I  
     优化; H3wJ5-q(  
     照度分析; Q  :kg  
    TE`5i~R*  
    2. 操作流程 Lf_Y4a#  
    wm@m(ArE=  
    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。 =By@%ioIGG  
    M+"6VtZH  
    ;<~f-D,  
    L : $ `8  
    2) 创建透镜 lHiWzt u  
    bRo<~ rp%  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens `IN!#b+Eo  
    T;M ;c. U  
    &M-vKc"d  
    VQIvu)I  
    3) 输入透镜参数 SIK:0>yK"  
    eKLvBa-{@  
    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; xMbgBx4+  
    4!sK>l!  
    ~+.=  
    w4fKh  
    S1|5+PPs  
    将第二面的圆锥系数改为-1 |JkfAnrN$I  
    [ G 9Pb)  
    4) 创建LED光源 2poo@]M/  
    f@}> :x  
    81nD:]7  
    光源类型为Random plane ; Q{~g<G  
    光线数为10000; 9]Jv >_W*  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ?}`- ?JB1  
    形状选为椭圆; ^%!{qAp}Z  
    8K4^05*S   
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. l8~(bq1  
    半径选择60度 >/ _#+,  
    类型选择 Lambertian ?j&hG|W9<z  
    形状选择 Elliptical xLed];2G  
    S(@kdL  
    波长选择默认默认波长 |GMo"[  
    Power默认为1 watts iM!Ya!  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ")KqPD6k  
    V u")%(ix  
    s.4+5rE  
    LED光源设定办法 A=kOSq 4Q  
    ge`GQ>  
    )4rt-_t<  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) aEdA'>  
    K/9Jx(I,qL  
    :]:)c8!6  
    波长设定,颜色选为绿色 x[mz`0  
    aV5M}:D  
    FS}b9sQ)  
    功率设定(在Power units选择Watts) Oj-\  
    _Q:z -si  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 7"eK<qJ  
    LqYyIbsvf  
    )bM,>x  
    创建平面探测器(plane) N]F RL\K  
    g}!{_z  
    9mxg$P4  
    t U}6^yc  
    6) 创建分析面 ECt<\h7}  
    m 3UK`~ji  
    D?#l8  
    CHTK.%AQH!  
    光线滤光器设置 (F^R9G|  
    /"J 6``MV  
    7) 执行光线追迹 6):1U  
    SY|K9$M^  
    pO *[~yq5  
    L\UPM+tE  
    e1g3a1tnWl  
    umns*U%T;  
    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。 `U|7sLR  
    x^@oY5}cr  
    QM8Ic,QFvo  
    8) 优化设定 O? g;Ny  
    Gtaa^mnxD  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 6=n|Ha  
    CNb(\]  
    ^mn!;nu  
    ;N#}3lpLqg  
    G@/iK/>5|`  
    定义变量
    O*v&C Hd3  
    7;|"1H:cmw  
    9287&+,0r  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) _cvX$(Sg  
    \(Oc3+n6  
    Tr_gc~  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 8\68NG6o  
    <oJ?J^  
    9) 优化 {ol7*%u  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 O|sk "YXF  
    PwW$=M{\.  
    !#pc@(rE  
    2$Xof  
    ,r*Kxy  
    优化结束后会弹出如下报告 wxqX42v  
    1N(#4mE=  
    L9O;K$[s  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 nHm29{G0  
    k Nc- @B  
    10) 光线追迹与结果分析 Y Iwa =^  
    Bc.de&Bxz_  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    (=uT*Cb  
    P!Fy kg  
    _^Q!cB'~/`  
    7zCJ3p  
    优化后透镜的面型如下: b5H}0<  
    透镜渲染效果
    ?:3hp2k<  
    {!D(3~MI  
     
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