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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 '}JhzKNj  
    J^nBdofP  
    本文您将会学到如下内容: ]kG"ubHV?h  
    透镜基本参数输入; .TMs bZ|j  
    优化变量与评价函数设定; .TR9975  
     优化; EXwo,?I  
     照度分析; Lh"<XYY  
    2*< nu><b  
    2. 操作流程  |`f$tj  
    "XKy#[d2  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 ,p@y] cr  
    #*uL)2nR  
    @ ZwvBH  
    \H~T>j{N  
    2) 创建透镜 NP#w +Qw  
    eV"h0_ox  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens P[#e/qnXu|  
    ='sHj4hU  
    ;| 5F[  
    e *(!^Q1  
    3) 输入透镜参数 M~#gRAUJ  
    # E^1|:  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; y$F'(b| )  
    _476pZ_  
    E7 Ul;d  
    gQelD6c  
    d>&,9c%  
    将第二面的圆锥系数改为-1 =:,g  
    e&F8m%t  
    4) 创建LED光源 Y3cMC)  
    o&zJ=k[4  
    N1S{suic  
    光源类型为Random plane ; %2/EaaR  
    光线数为10000; qIE9$7*X  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; p* (JjH  
    形状选为椭圆; 2K6qY)/_  
    /?'FE 7Y  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Mj?`j_X  
    半径选择60度 B6As,)RjD:  
    类型选择 Lambertian |`,2ri*5A  
    形状选择 Elliptical kT66;Y[  
    m6K}|j  
    波长选择默认默认波长 VT`^W Hu  
    Power默认为1 watts D~fl JR  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm (sTpmQx,b  
    UiP"Ixg6  
    xJvmhN/c  
    LED光源设定办法 LTCb@L{^i  
    bMu+TgAT,  
    5iw<>9X*  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) #PW9:_BE  
    FP`b>E qOH  
    v2\FA(BPn  
    波长设定,颜色选为绿色 Y;Dp3v !  
    G1tY)_-8[  
    y0.'?6k  
    功率设定(在Power units选择Watts) J26 VnK  
    a=1@*ID  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane )5JFfp)#  
    2'\H\|  
    oj<gD  
    创建平面探测器(plane) SrJGTuXg  
    `pS9_ NYZ}  
    Hqx-~hQO  
    P {jbl!UD7  
    6) 创建分析面 CL;}IBd a  
    _p/UsJ  
    ^j7Vt2-  
    A#<?4&  
    光线滤光器设置 c )g\/  
    7#a-u<HF"  
    7) 执行光线追迹 jo@6?( *4  
    l0 m-$/  
    D|p9qe5%  
    M `M5'f  
    1{. |+S Z!  
    EjR9JUu  
    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。 n\D&!y[]F  
    e}7lBLK]*  
    <w9JRpFY  
    8) 优化设定 xn(kKB.  
    @ioJ] $o7  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 S Lj!v&'  
    $6 9&O  
    y9GoPC`z  
    hEH?[>9  
    [kB7@o  
    定义变量
    !hy-L_wL]  
    5 PJhEB  
    pa3{8x{9m  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) i)#dWFDTv  
    n'LrQU  
    q:0N<$63  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) KYI/  
    $GcqBg-Hi  
    9) 优化 C2I_%nU Z1  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 j2[+z tG  
    ie95rZp  
    m dg8,n  
    FVbb2Y?R  
    u4?L 67x  
    优化结束后会弹出如下报告 _6hQ %hv8  
    #p&qUw  
    BwpqNQN  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 b. '-?Nn  
    ?e4YGOe.  
    10) 光线追迹与结果分析 _D&598xx  
    -d/ =5yxL  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    lfgq=8d  
    Mb}QD~=M  
    o:'MpKm  
    & J'idYD  
    优化后透镜的面型如下: )2o?#8J  
    透镜渲染效果
    J]'zIOQ  
    f'RX6$}\1X  
     
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