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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 ?[m1?  
    F[yofR N  
    本文您将会学到如下内容: /j}Tv.'d  
    透镜基本参数输入; D&2NO/ R  
    优化变量与评价函数设定; ;-@: }/  
     优化; o:W*#dt  
     照度分析; njg0MZBqA  
    WysWg7,r  
    2. 操作流程 *pSnEWwE  
    2EZ7Vdz2  
    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。 :r hB=  
    o5DT1>h  
    `iM%R3&  
    jX8)Ov5Mv  
    2) 创建透镜 %<a3[TQd`\  
    UhL1Y NF_  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens tP*Kt'4W  
    z,x )Xx  
    h ~yTkN]  
    gj @9(dk%  
    3) 输入透镜参数 LO)!Fj4|  
    `N.:3]B t  
    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; P-gjSE|yh  
    G$V=\60a-  
    tlUh8os  
    XX%K_p`&Z  
    hk:>*B}  
    将第二面的圆锥系数改为-1 gDLS)4^w  
    ^@RvCJ+  
    4) 创建LED光源 6',Hs  
    l1'v`!  
    jQ3dLctn  
    光源类型为Random plane ; pC,[!>0g8  
    光线数为10000; *->*p35  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; rC_1f3A  
    形状选为椭圆; >4Tk#+%Jj  
    ?2~fvMWu  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 2XeyNX  
    半径选择60度 OzrIiahz/  
    类型选择 Lambertian CZ u=/8?  
    形状选择 Elliptical Q~Mkf&s  
    1~K'r&  
    波长选择默认默认波长 "IzAvKPM  
    Power默认为1 watts p{LbTjdNc  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm y.D+M$f  
    I@6+AU~,6  
    9GCK3  
    LED光源设定办法 6JZ>&HA  
    eg}g} a  
    xO>z )3A  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) Gkem_Z  
    '%ilF1#  
    )M+po-6$1  
    波长设定,颜色选为绿色 a<\n$E#q  
    EF\OM?R  
    =O0A(ca"g  
    功率设定(在Power units选择Watts) ;BH.,{*@B  
    iw/~t  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 4Xa] yA =  
    u_' -vZ_  
    iv+a5   
    创建平面探测器(plane) Q%d%Io\-t  
    k6ry"W3  
    !;*flr`/  
    83Rs1}*  
    6) 创建分析面 H i8V=+  
    B//*hH >F  
    }M%3  
    ^0|:  
    光线滤光器设置 G-9i   
    dL% *;   
    7) 执行光线追迹 }g-w[w 7p  
    +%\Ci!%b  
    \h#aPG<yo  
    P8X9bW~GQ  
    K<5yjG8&  
    :s_.K'4?a  
    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。 }B7Txo,Z  
    ~8nR3ki  
    &2XH.$Q  
    8) 优化设定 "y"oV[`  
    "i#g [x  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 &t<g K D  
    )e3w-es~4  
     hO$Gx*e$  
    5|~g2Zz{;  
    "Tser*i )  
    定义变量
    /+%aSPQ  
    tkk8b6%h?p  
    sS ?A<D  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) Lw[=pe0e  
    1O0. CC,p  
    }hg=#*  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) #2U#h-vI  
    59 g//;35@  
    9) 优化 [XI:Yf  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 0;><@{'  
    P=,\wM6T|  
    A+Isk{d  
    auAz>6L  
    D1-/#QN$1  
    优化结束后会弹出如下报告 M&/4SVBF  
    AYY(<b  
    cSYCMQ1ro  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ),`jMd1`  
    +8Q @R)3  
    10) 光线追迹与结果分析 e< @$(w  
    r-$xLe7a  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    )C?H m^ #  
    eC<RM Q4  
     \8C<nh  
    AFL'Ox]0  
    优化后透镜的面型如下: +%9Re5R  
    透镜渲染效果
    Ln&~t(7  
    =dNE1rdzNa  
     
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