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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 #\3(rzQVO  
    |(G^3+5Uwm  
    本文您将会学到如下内容: .Y|5i^i9{  
    透镜基本参数输入; .`*h2  
    优化变量与评价函数设定; 70hm9b-   
     优化; 3]"RaI4Q0  
     照度分析; i,|2F9YH  
    @'>h P  
    2. 操作流程 '0|0rwx  
    DdDwMq  
    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。 *gF8"0s  
    3pg_`  
    'qel3Fs"  
    TK^9!3  
    2) 创建透镜 uflRW+-2  
    ;%wQnhg  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens +PT/pybA  
    |rW,:&;  
    d h5%  
    K;j}qJvsb  
    3) 输入透镜参数 0 ~K4vSa  
    BN\Y N  
    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; PCKgdh},  
     {}x{OP  
    'PiQ|Nnb|  
    9?W!E_  
    vk;]9o j*  
    将第二面的圆锥系数改为-1 J; @g#h?  
    {Aq2}sRl{  
    4) 创建LED光源 c*R?eLt/  
    vu7F>{D  
    uRIa Nwohv  
    光源类型为Random plane ; 5}-e9U  
    光线数为10000; MYI*0o;  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; luLt~A3H$  
    形状选为椭圆; hHXTSk2  
    jiAKV0lX W  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. !.\-l2f  
    半径选择60度 #>)OLKP  
    类型选择 Lambertian |Iq#Q3w  
    形状选择 Elliptical FQ6jM~  
    Xh'_Vx{.j`  
    波长选择默认默认波长 #i6ZY^+ee  
    Power默认为1 watts N5m+r.<;  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm F,F1Axf  
    2$S^3$k'  
    "WPFZw:9  
    LED光源设定办法 gFBMARxi  
    m~$S]Wf  
    +,wCV2>\3  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) N5]}m:"pk  
    R>|)-"b( `  
    LS(J%\hMDm  
    波长设定,颜色选为绿色 Cx,)$!1  
    QVEGd"WvvO  
    ik:fq&=  
    功率设定(在Power units选择Watts) ItLP&S=  
    f3bZ*G%f  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane @ckOLtxE>  
    >o45vB4o  
    6B pm+}  
    创建平面探测器(plane) fQ.{s Q$@h  
    &i/QFO7y}  
    4I %/}+Q  
    Qx{[#[Da  
    6) 创建分析面 %BV 2 q  
    IJnh@?BC  
    ~4MUac^w  
    '5:P,1tW U  
    光线滤光器设置 B%~D`[~?  
    Tw)"#Y!T  
    7) 执行光线追迹 RMrrLT  
    moe5H  
    ?:8wDV  
    hp:8e@  
    ~YYg~6}vV  
    ;Xzay|  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 kVG]zt2  
    ww0m1FzX  
    Y$L>tFA  
    8) 优化设定 }zK/43Vx  
    !uno!wUIYd  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 c2$&pZ M  
    T@. $Zpz  
    qrq9NPf  
    tWo MUp  
    qUW>qi,  
    定义变量
    W@:a3RJ  
    @Z50S 8  
    RR 8Z 9D;  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) pPezy:  
    ~w>Z !RuhT  
    1|PmZPKq9n  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) O8J:Tw}M*  
    JN{xh0*  
    9) 优化 .x^`y2'U  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 guD?~-Q  
    <;?&<qMo,P  
    Xc^7  
    =XT'D@q~W  
    A{7N#-h_  
    优化结束后会弹出如下报告  ;7F|g  
    ji &*0GJQ  
    <_|H]^o  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 YBX7WZCR  
    d\cwUXf J  
    10) 光线追迹与结果分析 0M?nXHA[  
    Z_^v#FJ'l  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    {mlJE>~%  
    x_&m$Fh  
    GW(-'V/  
    YS_9M Pi  
    优化后透镜的面型如下: c0H8FF3  
    透镜渲染效果
    cZ" Ut  
    mndUQN_Gb  
     
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