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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 KK}&4^q  
    *SZ<ori  
    本文您将会学到如下内容: ,>Q,0bVhH0  
    透镜基本参数输入; N Jf''e3  
    优化变量与评价函数设定; IM+PjYJ  
     优化; 7gkHKdJoMA  
     照度分析; -Y6JU  
    _cB~?c  
    2. 操作流程 jB;+tDC!Co  
    B.o&%5dG  
    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。 f]EHDcC3X  
    `^/Q"zH  
    B4?P"|  
    S/4k fsN  
    2) 创建透镜 5BZ5Gl3  
    qr*/}F6  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Wd7*sa3T  
    Z-:`{dns/  
    ?s//a_nL*  
    *QLbrR  
    3) 输入透镜参数 j'W)Nyw$[  
    t9kgACo/M  
    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; `fH6E8N  
    z K&`&("4C  
    t?s1@}G^  
    ^%nAx| 4xQ  
    `c icjA@~  
    将第二面的圆锥系数改为-1 C-(&zwj?!  
    fu`oDi  
    4) 创建LED光源 !@Ox%vK  
    D`ZYF)[}J  
    z)ydQw>  
    光源类型为Random plane ; /N $T[  
    光线数为10000; f-Sb:O!V  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; (efH>oY[  
    形状选为椭圆; MKbW^:  
    YRK4l\_`  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ;RR)C@n1  
    半径选择60度 7L!k9"X`0F  
    类型选择 Lambertian /+rHy7(\  
    形状选择 Elliptical lHx$F ?  
    NTV0DkX  
    波长选择默认默认波长 az w8BK  
    Power默认为1 watts ,QK>e;:Be  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm n7 S[ F3  
    d+_qBp  
    H)5]K9D  
    LED光源设定办法 +=||c \'  
    5n_<)Ycj  
    Z@1rs#  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 9N9;EY-U  
    t ({:TQ  
    ?g!)[p`v  
    波长设定,颜色选为绿色 qp7>_B  
    W<~(ieu:K~  
    B"G;"X  
    功率设定(在Power units选择Watts) O%)w!0  
    )#1@@\< ^T  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane #q%&,;4  
    =ahD'*R^A  
    Z yIn>]{  
    创建平面探测器(plane) $Q62 7  
    :Bl $c,J  
    F77~156  
    :}Z+K*%o-  
    6) 创建分析面 hse$M\5  
    z7NaW e  
    ^)X^Pcx  
    KX{S8_  
    光线滤光器设置 <CeDIX t  
    ZMbv1*Vt  
    7) 执行光线追迹 (}'0K?  
    pZXva9bE  
    `/"TYR%  
    6%:N^B=%}  
    z55P~p  
    @dGj4h.  
    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。 p!173y,nL  
    NKO5c?ds  
    r6"t`M  
    8) 优化设定 gV A$P  
    3HWI;  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 rNdap*.  
    nNf/$h#;O  
    V0"UFy?i  
    mim]nRd2v  
    gJ:Z7b  
    定义变量
    ZVViu4]?y  
    Y*J,9  
    6:@tHUm  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) dKhDO`.s  
    H~fZA)W 4Y  
    ]^R;3kU4Q  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) c/b} 39X  
    F8.Fp[_tM  
    9) 优化 *joM[ML` 6  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 D}Z].c@ E  
    't2"CPZ  
    FSC74N/  
    [/6IEt3}B  
    hK?uGt d?  
    优化结束后会弹出如下报告 Xrc0RWXB8  
    YEQ}<\B\&  
    cW%F%:b  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ~#N^@a  
    }3ty2D#/:  
    10) 光线追迹与结果分析 .(ki(8Z N  
    u9_ Fjm}&  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    zN0^FXGD  
    P'R!" #  
    >}Za)  
    Jr|"`f%V  
    优化后透镜的面型如下: }qRYXjS  
    透镜渲染效果
    S!0<aFh  
    *q\Ve)E}  
     
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