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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 kOCxIJ!Xp=  
    lnDDFsA  
    本文您将会学到如下内容: nnG2z@$-  
    透镜基本参数输入; $<cZ<g5)  
    优化变量与评价函数设定; z6lz*%Yi  
     优化; #:|Y(,c  
     照度分析; L0kNt &di  
    tD]&et  
    2. 操作流程 )DmiN^:  
    r?!xL\C\  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 L:M9|/  
    k&/ )g3(N(  
    'j_H{kQy  
    {^W,e ^:  
    2) 创建透镜 [kOA+\v  
    DANSexW  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens U!/nD~A  
    EKPTDKut  
    j7 =3\SO  
    Qs9U&*L  
    3) 输入透镜参数 2&0<$>  
    358/t/4 {p  
    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; $NT9LtT@K  
    tb0E?&M  
    N1~V +_mM  
    oKi1=d+T  
    nb_^3K]r  
    将第二面的圆锥系数改为-1 S;Z3v)E-f  
    cN7z(I0[  
    4) 创建LED光源 Qc;[mxQe  
    ig}e@]  
    1Wk EPj,  
    光源类型为Random plane ; 9ET+k(wI@  
    光线数为10000; yim$y, =d  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ms7 7{A3  
    形状选为椭圆; NNw d;AC  
    6b70w @P!  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Ue#yDTjc  
    半径选择60度 q#&#*6 )B  
    类型选择 Lambertian uq4s bkP  
    形状选择 Elliptical 4E-A@FR  
    =>0M3 Qh{  
    波长选择默认默认波长 0@K:Tq-mF  
    Power默认为1 watts [4Faq3T"  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm .'b3iG&  
    L4pjh&+8  
    "&#W Mi  
    LED光源设定办法 OawrS{  
    6 2`PK+  
    ; Uqx&5P}  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 'e>sHL  
    DRW.NL o  
    1Bk*G>CX9(  
    波长设定,颜色选为绿色 5o| !f  
    )L<?g !j~  
    O;0<^M/0G  
    功率设定(在Power units选择Watts) 4A/,X>W61  
    2^ bpH%  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane NhK(HTsvK  
    [k~+(.2I  
    xbrmPGpW$  
    创建平面探测器(plane) z3Y)-  
    B~;LBgpp  
    BgWz<k}5M  
    C6'*/wq  
    6) 创建分析面 2Z`$  
    X c2B2c  
    qi SEnRG.  
    l?JO8^Nn  
    光线滤光器设置 !+A"Lej  
    ;2Ad])  
    7) 执行光线追迹 ah/6;,T  
    "26B4*  
    2b4pOM7W  
    bj7MzlGFy  
    ]tQDk4&i  
    R'9@A\7#  
    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。 ^[seK)S=  
    I4<{R  
    HcBH!0  
    8) 优化设定 {{]=zt|69  
    @x=BJuUuX  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 PF'5z#] NP  
    `F2*o47|t  
    N^Hn9n  
    YoF\ MT]W  
    Jl> at  
    定义变量
    YZBzv2'\x  
    [  t  
    < R|)5/9  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) *K}z@a_  
    ll(e,9.D  
    7/&C;"  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) g^z5fFLg/8  
    DYAwQ"i;6  
    9) 优化 @vdc)vN[ /  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件  ?+ -/';  
    P )t]bS  
    Q+N7:o!;<b  
    V/(`Ek-  
     \Z\IK  
    优化结束后会弹出如下报告 5y(t`Fmt  
    1=/doo{^  
    =wIdC3Ph  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 aT?p>  
    m6_~`)R8  
    10) 光线追迹与结果分析 )e|$K= D  
    8Fd1;G6  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    yhSk"e'G  
    V4`:Vci Aw  
    ^I(oy.6?=p  
    P&[Ft)`  
    优化后透镜的面型如下: ot@|blVC8  
    透镜渲染效果
    #gX%X~w$F  
    hF{x')(#l  
     
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