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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 ICs\ z  
    E.ly#2?  
    本文您将会学到如下内容: ,5kKimTt  
    透镜基本参数输入; =;3Sx::=  
    优化变量与评价函数设定; Hl/ QnI!  
     优化; wF,UE _  
     照度分析; X4AyX.p  
    ^ZhG>L*  
    2. 操作流程 #Jn_c0  
    Nq` C.&  
    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。 9:,\gw>F  
    Rhz_t@e  
    wS+ ^K  
    #qI= Z0Y  
    2) 创建透镜 " '6;/N  
    Fpa ;^F  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens m&\h4$[kql  
    ]*FVz$>XM  
    r77PQQD T  
    I8/DR z$A  
    3) 输入透镜参数 Y$Y_fjd_  
    0 79'(%  
    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; }!/$M\w  
    {>,V\J0p  
    Tp?y8r  
    {]_r W/  
    ks97k8B  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ]Xf% ,iu  
    ~J8pnTY  
    4) 创建LED光源 EG0auzW?  
    MpqZH{:?G  
    OY5OJ*   
    光源类型为Random plane ; =;|QZ"%E  
    光线数为10000; ;9ly'<up  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; \uq/x^?yo  
    形状选为椭圆; vZ N!Zl7S  
    HU-QDp%*r7  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. E+tB&  
    半径选择60度 U uM$~qf/K  
    类型选择 Lambertian RUUk f({(  
    形状选择 Elliptical drd/jH&  
    -0eq_+oQ  
    波长选择默认默认波长 nG, U>)  
    Power默认为1 watts 8kt5KnD2  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 2gjGeM  
    )VK }m9Ae  
    maY4g&'f  
    LED光源设定办法 je4w=]JV  
    jWO/ xX  
    j0GMTri3  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) )wtaKF.-  
    0T5=W U  
    ).HDru-2  
    波长设定,颜色选为绿色 Dbaf0  
    I.@hW>k  
    1b>C<\  
    功率设定(在Power units选择Watts) Ei3zBS?J)  
    yag}fQ(XH  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 3q:{1rc  
    l\!-2 T6Y  
    Xvok1NM,  
    创建平面探测器(plane) E%TpJl'U  
    F'?I-jtI  
    PS" .R_"  
    (5Tvsw`  
    6) 创建分析面 Hj1 EGCA  
    q 'a  
    OAZ#|U   
    W:VP1 :  
    光线滤光器设置 hsG#6?l3  
    Qc{RaMwD  
    7) 执行光线追迹 `wTlyS3[  
    =vh8T\  
    ? {F{;r  
    g#K'6VK{  
    ^yKY'>T#d  
    Y"e EkT\  
    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。 7/X"z=Q^|  
    4R) |->"  
    6=PiVwI  
    8) 优化设定 I/COqU7~  
    [ij,RE7,T  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 SLk2X;c]o  
    yNJAWM7  
    +ydm,aKk  
    oBlzHBn>0  
    Ew^ @Aq  
    定义变量
    =!-5+I#e  
    l@d gJ  
    #Y,A[Y5jX  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) iIU( C.I  
    ":d*dl  
    ,bSVVT-b  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) hZNEv|  
    It 2UfW  
    9) 优化 2%]hYr;  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 r2G*!qK*1  
    12r` )  
    ;x>;jS.t  
    @&/\r 7 '  
    oa9)Dv  
    优化结束后会弹出如下报告 O=O(3Pf>  
    !5;t#4=  
    KHJ=$5r)  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 E0bFx5e5fu  
     $o+&Y5:  
    10) 光线追迹与结果分析 l Z~+u  
    H*qD: N  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    x[m'FsR4  
    Z)v)\l9d  
    59qnEIi  
    vadM1c*z  
    优化后透镜的面型如下: :+pPr Gj"  
    透镜渲染效果
    `1p?*9Ssn  
    ?xHtn2(q  
     
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