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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 +:oHI[1HG  
    w~1K93/p!  
    本文您将会学到如下内容: m]&d TZV  
    透镜基本参数输入; 6Zkus20  
    优化变量与评价函数设定; K b{  
     优化; \N7 E!82  
     照度分析; 9 ?h)U|J?G  
    ?p6+?\H  
    2. 操作流程 jJg 'Y:K9q  
    <A!v'Y  
    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。 ssoe$Gr7>  
    _DH,$evS%  
    ]<{BDXIGIE  
    V,&s$eQC  
    2) 创建透镜 Elm/T]6  
    :)%Vahu  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens a^~l[HSF  
    lq+FH&  
    X}g!Lp  
    1<ZvHv  
    3) 输入透镜参数 ;|}6\=(  
    x|E$ f+  
    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; .Ml}cE$L  
    He&dVP  
    |A}E/=HPU  
    "y>l2V,4j%  
    oIX]9~  
    将第二面的圆锥系数改为-1 (?)".Q0  
    ;M\H#%G.  
    4) 创建LED光源 Q%q_  
    yO$]9  
    ~#@sZ0/<  
    光源类型为Random plane ; 0xZq?9a  
    光线数为10000; kS3wa3bT  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; QT^W00h  
    形状选为椭圆; W=]QTx,J  
    Oh-HfJyi  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. b pExYyt  
    半径选择60度 ;o"}7'4*R%  
    类型选择 Lambertian ^!N_Nx/M  
    形状选择 Elliptical D.U)R7(  
    "4}{Z)&R2  
    波长选择默认默认波长 :] {+ 3A  
    Power默认为1 watts  |Pwb7:a3  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm uu]<R@!J  
    v lOMB  
    Gl`Yyw@84  
    LED光源设定办法 )\'U$  
    >*{\N^:z  
    bU(t5 [  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角)  2o?!m2W  
    X^r HugQ  
    Y(W>([59  
    波长设定,颜色选为绿色 C]\r~f  
    4E&URl0Bh  
    M*}C.E!  
    功率设定(在Power units选择Watts) 95[yGO>ZYz  
    ko $bCG%  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane N-4LdC  
    K zKHC  
    e*Sv}4e=.  
    创建平面探测器(plane) K/ I3r_  
    03iO4yOu  
    $xa#+  
    ]?/[& PP,  
    6) 创建分析面 DNq=|?qn]  
    H&6lQ30/)  
    `6?r.;wj  
    IM7k\  
    光线滤光器设置 $DJp|(8  
    :L&-  
    7) 执行光线追迹 c<r`E  
    aM,>LKNbQ  
    %j^[%&pT  
    #3f\,4K5  
    =X2 Ieb  
    dNB56E)5`J  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 qXn %c"  
    xbxU`2/  
    ?tQUZO  
    8) 优化设定 TGY^,H>J  
    %AF~Ki  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 _6;T /_R=  
    !6'j W!  
    A=Q"IdK  
    D"El6<3)h  
    ;sT7c1X^!  
    定义变量
    X25cU{  
    &$ia#j{l  
    .-k\Q} D  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) 6-{QU] #  
    L!|c: 8  
    2v0lWO~c7z  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) KcF2}+iM   
    MW &iNioX  
    9) 优化 _Y40a+hk]  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 _8)9I?jH  
    C%85Aq*4  
    ~ T|?!zML  
    sF :3|Yy0  
    | y\B*P  
    优化结束后会弹出如下报告 l 'fUa  
    vZ\~+qV,A  
    Ratg!l|'-  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 %u-l6<w# R  
    *6cP-Vzd  
    10) 光线追迹与结果分析 40<ifz[7  
    {n2mh%I  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    S^HuQe!#  
    oC#@9>+@+"  
    o}mD1q0yE  
    r]iec{ ^  
    优化后透镜的面型如下: i:0~%X  
    透镜渲染效果
    s(q\!\FS  
    ]7}2"?J4v  
     
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