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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 29m$S7[  
    1 -C~C]&  
    本文您将会学到如下内容: OiS\tK?|GV  
    透镜基本参数输入; FFN Sn  
    优化变量与评价函数设定; *M_^I)*L  
     优化; ect$g#  
     照度分析; s|`wi}"x  
    7upWM~H^  
    2. 操作流程 W/}_y8q  
    e`q*'u1?  
    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。 5G$ ,2i(  
    E31Yk D.A  
    T7Y}v,+-  
    w=a$]`  
    2) 创建透镜 WuFBt=%  
    _:WNk(  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 3^xq+{\)  
    w7&.U qjf  
    YDj5+'y  
    = ^Vp \  
    3) 输入透镜参数 iz{TSU  
    os&FrtDg  
    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; . UH'U\M  
    DEt!/a{X  
    .N@+Ms3  
    TbN{ex*  
    SynRi/BRmw  
    将第二面的圆锥系数改为-1 bN03}&I  
    ~8"oH5  
    4) 创建LED光源 |lg jI!iK  
    z Tz_"N I  
    9q 2 vT^  
    光源类型为Random plane ; o4J@M{xb_  
    光线数为10000; -sZb+2tDa  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; nMfR< %r  
    形状选为椭圆; k_ywwkG9lU  
    E*wG5] at  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. I,`;#Q)nx  
    半径选择60度 :FfEjNil  
    类型选择 Lambertian Cl-P6NlR".  
    形状选择 Elliptical  OK8Ho"  
    ".waCt6  
    波长选择默认默认波长 WSN^iDS  
    Power默认为1 watts xkax  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 4>LaA7)v  
    Uzc p  
    au/LoO#6Ro  
    LED光源设定办法 H(P]Z~et  
    sQ,xTWdj  
    QB!_z4UJ_;  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 0I<L<^s3^U  
    oP%5ymL%J  
    _DT,iF*6  
    波长设定,颜色选为绿色 DR:DXJc  
    G5K?Q+n   
    &qWB\m  
    功率设定(在Power units选择Watts) D,[Nn_N  
    II|;_j  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 2f@Cy+W'[  
    8ih_S2Cd  
    Ui"{0%  
    创建平面探测器(plane) N6\rjYx+7  
    h6^|f%\w*i  
    1"75+Q>D  
    e&U$;sS`  
    6) 创建分析面 Wf"GA i  
    _$5DK%M}  
    n%#3xo a  
    "~._G5i.  
    光线滤光器设置 )lJAMZ 5xp  
    bv'>4a  
    7) 执行光线追迹 {*TB }Xsr,  
    |N"K83_pr  
    ]@<VLP?  
    3S]Q IZ1  
    DuR9L'  
    CEaAtAM  
    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。 $p4e8j[EJ  
    qlYi:uygY  
    P5 oS 1iu*  
    8) 优化设定 *AQ3RA8  
    ?kQY ^pU  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 o{fYoBgr  
    fpf,gb8[$n  
    Qg~w 3~  
    zGyRzxFN  
    fRLA;1va  
    定义变量
    &*ocr&  
    !#W>x49}  
    f^lcw  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) ^>Z_3 {s:$  
    zPqJeYK  
    fW+ "Kuw  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) { +w.Z,D"  
    4:NMZ `~  
    9) 优化 l5Ko9CG  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 8a)Brl}u  
    fxoEK}TM  
    7x>^ip"7  
    T)7U+~nQ"  
    5$'[R ;r  
    优化结束后会弹出如下报告 b~:)d>s8wY  
    qve'Gm)  
    .24z+|j  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 d 94k  
    dhLR#m30T  
    10) 光线追迹与结果分析 !E?+1WDS0  
    nb=mY&q}~  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    }*QK;#NEc  
    Wq<oP  
    4s9@4  
    iJ^}{-  
    优化后透镜的面型如下: JN+7o h]u  
    透镜渲染效果
    >4Tk#+%Jj  
    E]/2 u3p  
     
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