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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 o{EWNkmj  
    O k-*xd  
    本文您将会学到如下内容: =O qw`jw  
    透镜基本参数输入; C<!%VHs  
    优化变量与评价函数设定; _)q,:g~fu  
     优化; 83*"58  
     照度分析; mWUo:(U  
    ^Zh YW  
    2. 操作流程 Pv.z~~l Y  
    gxpGi@5  
    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。 ^O cM)Z6h  
    qMAH~P0u  
    Z3K~C_0Cnu  
    6x*u S~'  
    2) 创建透镜 X<4h"W6  
    ~F`t[p  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ;J3az`  
    sa%2,e'  
    B]K@'#  
    'l$<DcBj  
    3) 输入透镜参数 Z:|2PQ4  
    !=(~e':Gv  
    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; n/_cJD \  
    CB5 ~!nKv&  
    gIR{!'  
    f!}c0nb  
    t 7D2k2x9  
    将第二面的圆锥系数改为-1 )1H$5h  
    6g@@V=mf  
    4) 创建LED光源 .^^YS$%%7  
    a_5`9BL  
    Pm]6E[zC  
    光源类型为Random plane ; !*wK4UcX"  
    光线数为10000; y 1fl=i  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 4*9y4"  
    形状选为椭圆; apk06"/  
    pmAir:  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. p8F5b8]*  
    半径选择60度 B[^mWVp6L  
    类型选择 Lambertian 8Z>ZjNG  
    形状选择 Elliptical Ml8'=KN_  
     m?hC!n>  
    波长选择默认默认波长 3`4g*wO  
    Power默认为1 watts v/f&rK*>  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm DUiqt09`~  
    Ow=`tv$l  
    GE=#8-@g~p  
    LED光源设定办法 +vfk+6  
    u79.`,Ad&  
    >4=sEj  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) ]J)WcM:  
    C\UD0r'p?  
    4O[T:9mn0  
    波长设定,颜色选为绿色 R% XbO~{u  
    =x}27f%-Mg  
    G}mJtXT#=  
    功率设定(在Power units选择Watts) vBQ|h  
    >1xlP/4jx  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane XbYW,a@w2  
    VN|P(S6  
    MTBN&4[  
    创建平面探测器(plane) ZVEq{x1Zc  
    dNG>:p  
    _OP75kv  
    3t[2Bd  
    6) 创建分析面 ]~CG zV  
    l,HMm|oU  
    JC}y{R8  
    )(b]-  )  
    光线滤光器设置 #/!a=0  
    "CBe$b4  
    7) 执行光线追迹 c&IIqT@Gb0  
    #A@*k}/+  
    y^=\w?d  
    yb56nd  
    i[@*b/A  
    Jj_E/c"  
    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。 3D[IZ^%VtM  
    DY'D]*'7$  
    Y~hBVz2g  
    8) 优化设定 i]a0 "  
    Q3u P7j  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ~~,\BhG?  
    )8p FPr  
    '@i/?rNi%N  
    Z\D!'FX  
    $(K[W}  
    定义变量
    8- 3]Bm!  
    m!SxX&m"G  
    q asbK:}  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) pca `nN!  
    _so\h.lt  
    pZUckQ  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) #mLF6 "A  
    b1JXC=*@  
    9) 优化 !f[LFQD  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 4qXO8T#~J=  
    luRtuXn[8  
    {fFZ%$  
    jU.z{(s  
    m1H_kJ  
    优化结束后会弹出如下报告 e=&,jg?K  
    f]Z%,'1^  
    #{KYsDtvx  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 >?>@&A/  
    KK$t3e)  
    10) 光线追迹与结果分析 -d5b,leC^  
    Yci>'$tQ  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    G(gJt l  
    '[(]62j  
    YbAa@Sq@  
    -!i1xR (;h  
    优化后透镜的面型如下: 4FrP%|%E~  
    透镜渲染效果
    VF[$hs  
    !jlLF:v|1A  
     
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