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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 D1;H,  
    xD,BlDV  
    本文您将会学到如下内容: |gA~E>IqF  
    透镜基本参数输入; R^<li;Km  
    优化变量与评价函数设定; /=*h\8c~  
     优化;  T+9#P4  
     照度分析; =66dxU?}  
    &{]zL  
    2. 操作流程 3u^U\xB  
    /9,!)/j  
    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。 Cz-eiPlq  
    Q.>@w<[!L  
    Waj6.PCFm  
    3E$M{l  
    2) 创建透镜 xqs{d&W  
    ) kfA5xi[  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens U}~SY  
    L%}k.)yev  
    GF*8(2h2  
    |,c QJ  
    3) 输入透镜参数 PxNp'PZr9  
    F"1)y>2k  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; ] +<[D2f  
    ?'Y\5n/*$  
    >\ y|}|?  
    l E=(6Q  
    oDogM`T`  
    将第二面的圆锥系数改为-1 rU=qr&f"B  
    (/UW}$] h  
    4) 创建LED光源 )y4bb^;z  
    ?& qMC  
    y{ %2Q)  
    光源类型为Random plane ; zePVB -@u  
    光线数为10000; VNBf2Va  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; D1rXTI$$  
    形状选为椭圆; ?{[ ISk)  
    E #q gt9  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. kU{+@MA;  
    半径选择60度 }^U7NZn<"  
    类型选择 Lambertian F6 ?4&h?n  
    形状选择 Elliptical D[32 t0  
    HX%lL }E  
    波长选择默认默认波长 4r&DW'  
    Power默认为1 watts W=:4I[a6Q  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm R?MRRq  
    +z}O*,M"q  
    s.7\?(Lg  
    LED光源设定办法 w.Cw)# N  
    #JMww  
    ;,2i1m0"  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) b* k=  
    5x856RQ'  
    1W3+ng  
    波长设定,颜色选为绿色 HY-7{irR~  
    8T<LNC  
    WzG]9$v &  
    功率设定(在Power units选择Watts) UdO(9Jc5^  
    :5|'C  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Q+@/.qJ  
    O&BNhuW2  
    ykK21P,v  
    创建平面探测器(plane) :{sy2g/+  
    i!0w? /g9  
    v~E\u  
    LX f r  
    6) 创建分析面 }_Y&kaM  
    TQ`s&8"P  
    <14,xYpE  
    ?R-4uG[(  
    光线滤光器设置 ~-2%^ovB  
    D)shWJRlvW  
    7) 执行光线追迹 (<GBhNj=c  
    c{.y9P6  
    1. A@5*Q  
    rtM29~c>@  
    P+ ejyl,  
    . -ihxEbzr  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 M2Q*#U>6r  
    CE,0@%6F*  
    `U4e]Qh/+  
    8) 优化设定 A-"2sp*t  
    -Cn x!g}  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 C2e.RTxc  
    j(aok5:e  
    Oq3aboAt  
    7QSr C/e  
    I{nrOb1G(  
    定义变量
    .)(5F45Wg  
    hW<TP'Zm*  
    MS5X#B  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) ?uAq goCl  
    bi{G :xt  
    7a0T]  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 0*J},#ba$  
    m!Y4+KTwD`  
    9) 优化 C>NLZM T  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 x*'2%3C~  
    \u4`6EYF?  
    wXR7Ifrv  
    #'y4UN  
    5,_DM  
    优化结束后会弹出如下报告 R6m6bsZ`  
    R) ep1X^  
    Wf!u?nH.5  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 S7B\m v  
    Mq~g+` '  
    10) 光线追迹与结果分析 O[Yc-4  
    jjT)3 c:J[  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    q2+`a;_S  
    F:~k4uTW\b  
    ]]F e:>  
    q<XleC  
    优化后透镜的面型如下: =w;~1i% .k  
    透镜渲染效果
    %\f<N1~*  
    T)#e=WcP]  
     
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