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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 m7NrS?7  
    ~"i4"Op&  
    本文您将会学到如下内容: rT28q .  
    透镜基本参数输入; =Vi>?fWpn=  
    优化变量与评价函数设定; L(\o66a-rV  
     优化; KPB^>,T2{  
     照度分析; UN7J6$!Cx7  
    wsyAq'%L  
    2. 操作流程 9xIz[`)i.  
    g;t>jgX  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 -`} d@x  
    F}{uY(hv"[  
    s.K Hm L3  
    J G3#(DVc;  
    2) 创建透镜 GHR,KB7 xM  
    8ZvozQE  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens t+m ug  
    G5'HrV  
    ^V;2v? O  
    Y+ea  
    3) 输入透镜参数 6 xAR:  
    \KT}T  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; hF7#i_UN<  
    iK <vr  
    I.RmBUq):s  
    <-K'9ut,  
    H3qM8_GUA  
    将第二面的圆锥系数改为-1 `w/`qG:dK  
    ^E`SR6_cmj  
    4) 创建LED光源 .Pi8c[  
    z 2Rg`1B  
    nK;c@!~pS  
    光源类型为Random plane ; ~ (/OB w  
    光线数为10000; 1*u i|fuK  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; =}7[ypQM`]  
    形状选为椭圆; ew{(@p+$  
    n*vzp?+Y  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. mq*Efb)!  
    半径选择60度 c2d=dGP>~f  
    类型选择 Lambertian 13KfI  
    形状选择 Elliptical AQa;D2B$  
    UgjY  
    波长选择默认默认波长 XlHt(d0h  
    Power默认为1 watts yPhTCr5pK  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 'k?*?XxG  
    M5>cYVG  
    T\Ld)'fNv  
    LED光源设定办法 >V1v.JH  
    {e'V^l.v  
    "g>, X[g  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) -VVJf5/  
    I# U"DwM  
    }Uc)iNU  
    波长设定,颜色选为绿色 S eTn]  
    p a)2TL/@  
    eQQ*ZNG  
    功率设定(在Power units选择Watts) HbXYinG%  
    ` $N()P  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ,U^V]jC  
    zUCtH*  
    #)hJ.0~3  
    创建平面探测器(plane) -AcVVK&  
    `;vJ\$-<  
    MmPLJ  
    aHdXlmL  
    6) 创建分析面 W|e$@u9  
    :kz"W ya.  
    qkk!1W  
    m/(f?M l  
    光线滤光器设置 E|K~WO]>o  
    JNZ  O7s  
    7) 执行光线追迹 W+&<C#1|]  
    u|}p3-z|Y  
    ./# F,^F2  
    ]> dCt<  
    o,yP9~8\  
    SZ'2/#R>  
    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。 9C_Vb39::$  
    gJUawK  
    xYUC|c1Q9  
    8) 优化设定 %SHgXd#X  
    mv;;0xH  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 :G\X  
    :t8?!9g  
    1U(P0$C  
    $63_* 9  
    Pv3rDQ/Yt|  
    定义变量
    y/(60H,{{  
    /+g9C(['  
    oFC]L1HN&  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) |k ]{WCD]  
    Svun RUE-f  
    >q !:*  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 44p?x8(z*  
    [W#M(`}D  
    9) 优化 }mx>3G{d  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 8,DY0PGP  
    JsZLBq*lP  
    b|'{f?  
    9yrSCDu00  
    aR0'$*3E  
    优化结束后会弹出如下报告 kl0|22"Gz  
    _q7mYc  
    A0f98 ?j^  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 _d`)N  
    %Xfy.v  
    10) 光线追迹与结果分析 @7j$$  
    QRL+-)DMc  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    c ?(X(FQ  
    C1ZuDL)e  
    \lBY4j+;  
    ![l`@NH[U  
    优化后透镜的面型如下: n&N>$c,T27  
    透镜渲染效果
    qwomc28O  
    \]y /EOT  
     
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