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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 t zShds  
    GaCRo7  
    本文您将会学到如下内容: 8NkyT_\  
    透镜基本参数输入; h2-v.Tjf  
    优化变量与评价函数设定; !,+<?o y  
     优化; 0QP=$X  
     照度分析; " Tk,  
    Kf-XL ),3l  
    2. 操作流程 ;`O9YbP#  
    Ze!/b|`xI  
    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。 ~GE|,Np  
    h`dHk]O  
    c,^W/:CQAB  
    s~QIs  
    2) 创建透镜 %+htA0aX  
    0&u=(;Dr\  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens H_ a##z  
    `Ez8!d{MD8  
    #Iu "qu  
    J&Db-  
    3) 输入透镜参数 ch2m Ei(  
    {)iiu  
    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; OMW]9E  
    E-%$1=;  
    R4X9g\KpAt  
    %+ nM4)h  
    ;m7~!m)  
    将第二面的圆锥系数改为-1 2 OV$M~  
    1`1jSx5}.  
    4) 创建LED光源 ?V}ub>J/=  
    ]x).C[^  
    yEMM@5W)8  
    光源类型为Random plane ; Oq$-*N  
    光线数为10000; VX*+:  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; g&S> Wq%L  
    形状选为椭圆; @3y >|5 Y  
    d U*$V7  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. k.7!)jL7  
    半径选择60度 ?2_h.  
    类型选择 Lambertian ySI}Nm>&=  
    形状选择 Elliptical u$CN$ynS  
    M@l|n  
    波长选择默认默认波长 W\($LD"X  
    Power默认为1 watts UD8e,/  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm "@5qjLz]  
    P l!E$   
    5VpqDL~d  
    LED光源设定办法 'gXD?ARW  
    p Hx$  
    M)ao}m>  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) uF|Up]Z G  
    Tay$::V  
    (f^/KB=  
    波长设定,颜色选为绿色 }z#M!~  
    !Pz#czo  
    U.V/JbXX  
    功率设定(在Power units选择Watts) n&o"RE 0~0  
    C~ A`h=A<  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane +=Q:g,kP  
    R:(i}g<3  
    BQ<\[H;  
    创建平面探测器(plane) |'&$VzA  
    o=#ym4hJ%  
    +*xc4  
    #?+[|RS|  
    6) 创建分析面 ~ o2Z5,H  
    kGs\"zZM  
    u  Fw1%  
    j!kJ@lbP  
    光线滤光器设置 *zN~x(0{E  
    mR|5$1[b  
    7) 执行光线追迹 wx`.  
    ES!e/l  
    ]'?Ue7  
    l*]hUPJ  
    cl1ygpf(  
    vE8BB$D  
    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。 mI{Fs|9h  
    SOX7  
    [mQ1r*[j  
    8) 优化设定 $j(d`@.DN~  
    [3qH? 2&  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 0:n"A,-p  
    jjQDw=6  
    5-ED\-  
    ;du},>T$n  
    u{va2n/  
    定义变量
    d(XOZF  
    l`l6Y>c*]  
    CshME\/  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) [0105l5  
    i].E1},%  
    V_ , `?>O  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) t2vm&jk  
    2}XRqa.|  
    9) 优化 3uxf n=E  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件  oJ*,a  
    T@{ab1KV  
    G u_\ySV/y  
    /O.Ql ,6[  
    P_0[spmFU  
    优化结束后会弹出如下报告 )eT>[['fm  
    N%>h>HJ  
    0HU0p!yt&  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 />}zB![(K  
    ||*F. p  
    10) 光线追迹与结果分析 R4VX*qkB  
    sbX7VfAR`  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    IDJ2epW*;  
    Ipq0 1 +  
    ^'`(E_2u  
    i ]8bj5j{  
    优化后透镜的面型如下: VD@$y^!H  
    透镜渲染效果
    TfkGkVR  
    vV$t`PEY  
     
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