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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 }vF=XA  
    ZQ\O| n8  
    本文您将会学到如下内容: *$t=Lh  
    透镜基本参数输入; q+4<"b+6G  
    优化变量与评价函数设定; FSZ :}Q  
     优化; Q;z'"P   
     照度分析; Q^lgtb  
    aHle s5   
    2. 操作流程 ))6iVgSE$  
    2+YM .Zl  
    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。 D0gz ((  
    2F,?}jJ.K  
    `Go oSX  
    t/x]vCP,2D  
    2) 创建透镜 7c'OIY].,  
    ~05(92bK  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ,f~8:LHq  
    mL s>RR#b  
    1[?xf4EMG  
    "? 5@j/ e`  
    3) 输入透镜参数 }Mc&yjhMrg  
    {`% q0Nr  
    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; Y-"7R>^I  
    3)dtl!VMW[  
    >$A,B  
    9aKCO4  
    "SwM%j  
    将第二面的圆锥系数改为-1 TGG-rA6@Lx  
    PrEfJ?  
    4) 创建LED光源 m&6I@S2  
    +oa>k 0  
    }~NWOJ3;  
    光源类型为Random plane ; kkV* #IZ  
    光线数为10000; G8hDR^ra  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; \v.YP19  
    形状选为椭圆; ozG!OiRW  
    -~=:tn)0  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. }/-TT0*6j<  
    半径选择60度 9D& 22hL4  
    类型选择 Lambertian c6F8z75U  
    形状选择 Elliptical LsV?b*^(p  
    6:Zd,N=  
    波长选择默认默认波长 oIY@xuj  
    Power默认为1 watts [/eRc  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 7|7sA'1 cM  
    JI~@H /j  
    EAnw:yUV(  
    LED光源设定办法 sJcwN.s  
    (L8z<id<z  
    I/w=!Ih  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) F,$ypGr  
    9y&&6r<I  
    ,OaPrAt-  
    波长设定,颜色选为绿色 }?z_sNrDk  
    Vbpt?1:  
    ]g0\3A  
    功率设定(在Power units选择Watts) A/U,|  
    F$&{@hd  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane dpcFS0  
    6 g`Y~ii  
    w^aI1M50  
    创建平面探测器(plane) )3KQ QGi8  
    yBxWBW*e  
    "': u#UdS  
    D|R,$ v:  
    6) 创建分析面 p7Q %)5o  
    9"mcN3x:\e  
    roG f &  
    Lr`G. e  
    光线滤光器设置 qx3`5)ef  
    3a]Omuu|=  
    7) 执行光线追迹 ax+P) yz  
    V9i[ dF  
    $X:r&7t+Q[  
    h$y0>eMWs  
    YF<;s^&@u  
    ,~,{$\p   
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 J+6bp0RIh  
    2OJ=Xb1  
    7IH^5r  
    8) 优化设定 } h pTS_  
    j?rq%rQd  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 XT 'v7  
    {:r8X  
    9&uWj'%ia  
    n9Xssl0  
    w- .=u3  
    定义变量
    4chSo.= 4V  
    b!Z-HL6  
    ;/phZ$l  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) U[ $A=e?\Y  
    Pq:GvM`  
    w\z6-qa  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) ]B"YW_.x2  
    4-:TQp(  
    9) 优化 4uG:*0{Yx  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 J3B]JttU  
    !(EJ.|LH  
    h5?yrti  
    (X"WEp^Q{I  
    L3g}Z1<!$  
    优化结束后会弹出如下报告 L:g!f  
    _jW}p-j  
    ch%-Cg~%  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 !wttKUO?  
    s-He  
    10) 光线追迹与结果分析 1$g]&'  
    iX{Lc+u3  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    =fZ)2q  
    MQv2C@K9F  
    'y?(s+  
    62X;gb  
    优化后透镜的面型如下: Ws;}D}+  
    透镜渲染效果
    `E),G;I  
    }I\hO L  
     
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