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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 EXH!glR[$  
    \c'%4Ao  
    本文您将会学到如下内容: s=}~Q&8  
    透镜基本参数输入; -{r!M(47  
    优化变量与评价函数设定; JiUT\y  
     优化; ]b!R-G!gV  
     照度分析; y>&VtN{E  
    012:BZR  
    2. 操作流程 1pl2;!  
    6#/LyzZq|  
    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。 /G[+E&vj  
    @b>YkJDk  
    ^$ZI>L0+  
    ^S:cNRSW"  
    2) 创建透镜 R\i]O  
    W=!F8g|Qz  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens /:Rn"0   
    |^\ Hv5  
    /6A:J]Q_  
    B1up^(?  
    3) 输入透镜参数 /7S-|%1  
    K7y!s :rg!  
    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; a'o}u,e5  
    1'gKZB)TG7  
    T;xHIg4  
    W'm!f  
    QGu7D #%|  
    将第二面的圆锥系数改为-1 'bbV<? ):  
    R'jUS7]Y  
    4) 创建LED光源 hG< a  
    {A !;W  
    k,yc>3P;U  
    光源类型为Random plane ; /[p?_EX@  
    光线数为10000; uVoF<={  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ze-TBh/  
    形状选为椭圆; &*LA_]1@  
    {IF}d*:  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. "{,\]l&o  
    半径选择60度 I%.jc2kK  
    类型选择 Lambertian I 0x`H)DA  
    形状选择 Elliptical ski1f  
    vCYSm  0  
    波长选择默认默认波长 V!jK3vc  
    Power默认为1 watts d "QM;9  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm FCUVP,"T  
    B Lsdx }  
    S&gKgQD"Q  
    LED光源设定办法 ;HD 4~3   
    5#N"WHz!  
    ir( -$*J  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) |>jqH @\P  
    $cp16  
    . x\/XlM  
    波长设定,颜色选为绿色 %Q>~7P  
    "^e}C@  
    {7j6$.7J$&  
    功率设定(在Power units选择Watts) Q 37V!  
    ]x5(bnW x  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane \Nh^Ig   
    ?Oe_} jv;  
    QiQ2XW\E  
    创建平面探测器(plane) 9Y!0>&o  
    =DQdPA\K  
    XSL t;zL:  
    [<@A8Q5,y  
    6) 创建分析面 P|!/mu]  
    Q8M:7#ySji  
    Ah8^^h|TPJ  
    ePPp)=  
    光线滤光器设置 `CTkx?e[  
    Y3sNr)qss  
    7) 执行光线追迹 6@,'m  
    TV[6+i*#  
    JaB tX'  
    hr$VVbOho  
    /S2p``E+  
    _dJVnC1 !  
    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。 ->RF`SQu  
    |P[D2R}  
    Pv/%s) &y&  
    8) 优化设定 5Qm.ECXV  
    -?2&5YB  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 GakmROZ@9  
    eaZ)1od  
    56j/w[&8  
    fs)q7 7g  
    Fc{6*wtO  
    定义变量
    WMdz+^\(  
    ,sRrV $,"  
    $ uIwRG <  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) n79DS(t  
    =^%Pwkz  
    2Xq!'NrS  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) s].'@_~s  
     c+G:@%  
    9) 优化 c?3F9 w#  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 \I o?ul}za  
    #k|g9`  
    l52n/w#qFB  
    |WwFE|<  
    +oKpA\mz  
    优化结束后会弹出如下报告 :Jsz"vCg&s  
    f4\p1MYQ  
    0o^#Fmuz  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 Al-%j- j@-  
    -T>wi J  
    10) 光线追迹与结果分析 {1-CfQ0 8  
    Q1>Op$>h  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    i+ &lMgh  
    >i#_)th"U!  
    tV}ajs  
    V n!az}  
    优化后透镜的面型如下: H* JC`:  
    透镜渲染效果
    5l7L@Ey  
    Xk9r"RmiOb  
     
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