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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 y" RF;KW>  
    bzBEX mC  
    本文您将会学到如下内容: Cjm`|~&e+  
    透镜基本参数输入; ^}/PGG\~r  
    优化变量与评价函数设定; PUT=C1,OFR  
     优化; ?+@n3]`0  
     照度分析; h7G"G"  
    } gyj0  
    2. 操作流程 QwW&\h[8?  
    x kx^%3dV  
    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。 @vC4[:"pD}  
    -$,TMqM  
    ^ Edfv5  
    N)uSG&S:  
    2) 创建透镜 ry`Ho8N  
    kbX8$xTM  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens L iN$ pwm  
    lA| 5E?  
    Kr gFKRgGj  
    ?pW`cFLDHF  
    3) 输入透镜参数 wN_Vfb  
    (y=C_wvqZ  
    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\Z!ff/  
    !Q2d(H>  
    \=VtHu92=  
    -; s|  
    >*~L28Fyn  
    将第二面的圆锥系数改为-1 dyz2.ZY~2  
    ?8npG]L)  
    4) 创建LED光源 PCHu #5j_a  
    \FQRNj?'_  
    SE@LYeC}dE  
    光源类型为Random plane ; %aG5F}S2~  
    光线数为10000; E:UW#S%A f  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; cM(:xv  
    形状选为椭圆; *v;2PP[^  
    'nzg6^I7g  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 8g@<d ^8@  
    半径选择60度 yr)G]K[/  
    类型选择 Lambertian u@Ih GME  
    形状选择 Elliptical dP9qSwTa  
    L*Tj^q!t+  
    波长选择默认默认波长 gh/EU/~d  
    Power默认为1 watts F+YZE[h%  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ?&8^&brwG  
    >{q]&}^U  
    ne>pOK<vZ  
    LED光源设定办法 0.`/X66;V  
    TH%Qhv\]  
    Fco`^kql.D  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) Rvqq.I8aC  
    F|S Xn\  
    +SP{hHa^  
    波长设定,颜色选为绿色 xT3BHnQ(  
    3 ]5^r}  
    v> LIvi|]  
    功率设定(在Power units选择Watts) ]FJjgu<  
    H*d9l2,KZS  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane jZu[n)u'C  
    m( r,Acy6  
    %|s; C  
    创建平面探测器(plane) HZ aV7dOZ8  
    rMdt:`  
    >nJ\BPx  
    hr#M-K  
    6) 创建分析面 y_* !6Xr  
    %^?fMeI|Y  
    TJ10s%,V  
    cq,SP&T~  
    光线滤光器设置 J?*1*h  
    +5w))9@  
    7) 执行光线追迹 Zd3S:),&  
    7o7)0l9!  
    ]&o$b]  
    =mO vs  
    3U<cWl@  
    V pE*(i$  
    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。 JgxtlYjl  
    2] z 8: a  
    >@U*~Nz  
    8) 优化设定 @3>u@  
    !44/sr'  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 n4O]8C'lW9  
    ,kyJAju>  
    g{7.r-uu  
    5VfyU8)7X  
    G4Q[Th  
    定义变量
    .yMEIUm  
    i[O& )N,c  
    ts ,ZvY]  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) %41m~Wh2  
    3(="YbZ  
    .UQzPnK  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 8+~ >E  
    '*Z1tDFS  
    9) 优化 cutuDZ  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 LGq'WU31:)  
    I5X|(0es  
    2bv=N4ly  
    U&g@.,Y#  
    )%`c_FL@N=  
    优化结束后会弹出如下报告 h&M{]E9=  
    3$9s\<j  
    >f|||H}Snw  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 7!$Q;A  
    >1.X*gi?-  
    10) 光线追迹与结果分析 g!FuY/%+  
    7LfAaj  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    )!3V/`I  
    /,BD#|  
    .O DU  
    OsTc5K.U~  
    优化后透镜的面型如下: g1;:KzVv  
    透镜渲染效果
    ,cXD.y  
    ADz ^\  
     
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