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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 G T>'|~e  
    w,~*ead  
    本文您将会学到如下内容: \0@DOW22C  
    透镜基本参数输入; LUbhTc  
    优化变量与评价函数设定; Khq\@`RaT  
     优化; s|YH_1r  
     照度分析; FT).$h~+4  
    x0 7 =  
    2. 操作流程 M-WSdG[AJ  
    O7.V>7Y9H  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 h*%p%t<  
    dT`nR"  
    Z bRRDXk!  
    F`}'^>  
    2) 创建透镜 yoE-a  
    5- dt0I@<  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens (6%T~|a  
    ~tUZQ5"  
    ^} j~:EZb  
    |N,^*xP(6  
    3) 输入透镜参数 /Qgb t  
    q 4BXrEOw  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; \F _1 C=  
    m:_#kfC&K"  
    z/Lb1ND8  
    4^(x)r &(?  
    jAQ{H  
    将第二面的圆锥系数改为-1 Q`CuZkP(  
    -]%EX:bm  
    4) 创建LED光源 -e_fn&2,Y  
    u5CSx'h]  
    F6{g{ B  
    光源类型为Random plane ; <Qq {&,Le  
    光线数为10000; %Tp9G Gt  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; v]JET9hY  
    形状选为椭圆; >^8O:.  
    0+&WIs  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. aru2H6  
    半径选择60度 _ep&`K  
    类型选择 Lambertian o!xCM:+J  
    形状选择 Elliptical Gm+D1l i  
    ^C gg1e1  
    波长选择默认默认波长 wXNng(M7  
    Power默认为1 watts 4DIU7#GG  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm t!D'ZLw  
    Q}#4Qz~n  
    tbQY&TO1  
    LED光源设定办法 GEPWb[Oa  
    COi15( G2  
    F'~r?D  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) l6zAMyau5  
    3P_.SF  
    s:<y\1Ay  
    波长设定,颜色选为绿色 /OKp(u;)z  
    4Q+,_iP  
    eKP >} `  
    功率设定(在Power units选择Watts) hC-uz _/3  
    9^^\Z5  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 1dD%a91  
    +5fB?0D;  
    R0M>'V?e  
    创建平面探测器(plane) x. t< @y~  
    lB}?ey   
    zDg*ds\  
    R/u0,  
    6) 创建分析面 4n#u?)  
    mjOxmwo  
    {UH45#Ua  
    ?`TQ!m6y  
    光线滤光器设置 a,rXG  
    /@"mQx~[q  
    7) 执行光线追迹 <mX5VGY9^  
    #h ud_  
    r6j[C"@  
    >MJ %6A>  
    =Vh]{ y~$  
    "]^U(m>f  
    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。 Tw\@]fw  
    l|842N@1  
    u%L6@M2  
    8) 优化设定 A._CCou  
    J^t0M\  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Fpo}UQQbc  
    v~RxtTu  
    BTsvL>Wy  
    H28-;>'`  
    !/`AM<`o  
    定义变量
    \*PE#RB#6  
    \;%D;3Au  
    wz+mFf  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) tzl,r"k3  
    :Gz$(!j1.'  
    iMry0z  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) +%CXc%  
    !B[ Y?b:  
    9) 优化 :~s"]*y  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 j %MY6"  
    VK9E{~0=  
    uP7|#>1%  
    r:xg#&"*  
    gISA13  
    优化结束后会弹出如下报告 [:,|g;=Y}  
    PazWMmI  
    /3+E-|4s  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 [L7S`Z  
    / /G&=i$  
    10) 光线追迹与结果分析 I9TNUZq('  
    7ey|~u2  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    5m;pHgkb  
    X:FyNUa  
    m:EYOe,w  
    r?`nc6$0|  
    优化后透镜的面型如下: a"+VP>4  
    透镜渲染效果
    NVVAh5R  
    WnQ'I=E#~  
     
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