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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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    离线infotek
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 a~*wZJ  
    r;n^\[Ov0,  
    本文您将会学到如下内容: R) ep1X^  
    透镜基本参数输入; P>}OwW  
    优化变量与评价函数设定; _^ZBSx09)  
     优化; ,gO(zI-1  
     照度分析; TI5<' U)  
    ee2k..Tq#  
    2. 操作流程 V$Zl]f$S  
    ZrNBkfe :  
    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。 "?AJ(>wP  
    m!- R}PQC  
    @|2sF  
    #1)#W6 h\  
    2) 创建透镜 Q30TR  
    Zdfruzl&`  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens A)9F_;BY  
    Zjkg"  
    2}uSrA7n]  
    > I>=/i^  
    3) 输入透镜参数 gmUX 2x(  
    g0-~ %A,  
    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; <SKzCp\  
    e;8nujdG"  
    *<ILSZ  
    [QDM_n  
    `E2RW{$A  
    将第二面的圆锥系数改为-1 7`J= PG$A  
    ){<qp  
    4) 创建LED光源 IY,n7x0d  
    wiP )"g.t  
    ^k2g60]  
    光源类型为Random plane ; 'wA4yJ<  
    光线数为10000; s}lp^Uh=  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; <4:%M  
    形状选为椭圆; .+A2\F.^  
     myOdf'=  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. yPoa04!{=  
    半径选择60度 =3;~7bYO  
    类型选择 Lambertian kXN8hU}iq  
    形状选择 Elliptical OrY^?E  
    o`M.v[O  
    波长选择默认默认波长 dZkj|Ua~  
    Power默认为1 watts duV\Kt/g^  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm |hD)=sCj  
    X:JU#sI  
    cT|aQM@iW  
    LED光源设定办法 ne|N!!Dmk  
    #i  5@G*  
    h4E[\<?  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) %7A?gY81  
    :Aa5,{v _  
    )}to7r7 `  
    波长设定,颜色选为绿色 ==npFjB  
    U>hpYqf_  
    R*O<(  
    功率设定(在Power units选择Watts) q0*d*j F0u  
    VXO.S)v2J  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 3Ct)5J  
    J+ uz{  
    P?|>, \t  
    创建平面探测器(plane) }k0B   
    %9OVw #P  
    1StaQUB  
    \:jJ{bl^A  
    6) 创建分析面 dmYgv^t  
    H`OJN .  
    [j 'lB  
    oAF#bj_f  
    光线滤光器设置 i#%!J:_=  
    o&RNpP*  
    7) 执行光线追迹 @ r/f  
    ~=t K17i  
    ebiOR1)sN  
    M)G|K a  
    O4oI&i 7  
    e=Q{CsP  
    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。 !h70<Q^  
    15_Px9  
    _ykT(`.#  
    8) 优化设定 'RpX&g  
    [orS-H7^  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 JgMYy,q8t  
    cd.|>  
    *n_7~ZX  
    &+")~2 +  
    !Q=xIS  
    定义变量
    c^7QiTt_  
    g]9A?#GyE  
    \@$V^;OP/  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) &d=ZCaP  
    K?6#jT6#  
    EttQ<z_T  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) DS ^ `:^hv  
    ~IQw?a.E  
    9) 优化 LfX[(FP  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 Rv|X\Wm  
    6tN!]  
    F!cRx%R  
    Jj7he(!_1  
    ~#|Pe1Y  
    优化结束后会弹出如下报告 -op(26:W<  
     lx&;?QQ  
    :y^%I xs{1  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 )<vuv9=k\%  
    li&&[=6A  
    10) 光线追迹与结果分析 VH6J @m  
    1{?5/F \ +  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    5^Ps(8VbS  
    tB<|7  
    nZ/pi$7  
    qHE(p+]E  
    优化后透镜的面型如下: DwI X\9  
    透镜渲染效果
    @WICAC=  
    '<Jqp7$dL  
     
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