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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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    在线infotek
    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 +eK"-u~K  
    @s ?  
    本文您将会学到如下内容： p.v0D:@&  
    透镜基本参数输入； }Qn&^[[miL  
    优化变量与评价函数设定； ' g=  
     优化； RI 5yF  
     照度分析； ;=eDO(Ij  
    ;g5m0l5  
    2. 操作流程 `.~N4+SP  
    &5fJPv &  
    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。 eTI%^d|  
    )wam8k5  
     PV'x+bN5  
    B}Z63|/N  
    2) 创建透镜 #~}nFY.  
    u~7hWiY<2  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens D[aCsaR  
    X0bN3N  
     |[<_GQl  
    o{* e'4  
    3) 输入透镜参数 BP'36?=Zo  
    5[k/s}g  
    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； W=^#v  
    #>b3"[ |  
    v5!d$Vctu  
    D0&,?  
     X^}I-M%{m  
    将第二面的圆锥系数改为-1 bv]`!g: C  
    :|V$\!o'U  
    4) 创建LED光源 ieDk;  
    n7B7m,@1  
     gPNZF\ r  
    光源类型为Random plane ; jaTh^L  
    光线数为10000； r?+%?$  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； kO.%9wFbz  
    形状选为椭圆； -Br Mp%C  
    :~b3^xhc^  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Xb:;</  
    半径选择60度 GY6`JWk  
    类型选择 Lambertian Uol|9F  
    形状选择 Elliptical 3GaQk-  
    "Gfh,e  
    波长选择默认默认波长 XX7{-Y y  
    Power默认为1 watts 5gH1.7i b  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm *g:4e3Iy  
    *W4m3Lq  
     "cE7 5  
    LED光源设定办法 /f:dv?!km  
    %+ @O#P  
     .Xfq^'I[  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） ''q@>  
    /7a BDc-v  
     HmiR.e%<b  
    波长设定,颜色选为绿色 9oyE$S h]  
    V, Z|tB^  
     B-?6M6#  
    功率设定（在Power units选择Watts） Ed0QQyC@9  
    9=vMgW  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 0IwA#[m1`  
    (yu/l 6[  
     e}D3d=6`  
    创建平面探测器(plane) Buf/@B7+\  
    ;X8yFq  
     <6EeD5{*  
    PXK7b2fE.  
    6) 创建分析面 +DW~BS3  
    fV &KM*W*@  
    oiF}?:7Q7  
     gy,ht3  
    光线滤光器设置 _D+}q_  
    m;H.#^b*  
    7) 执行光线追迹 $h2){*5E{  
    \a5U8shc  
    > A Khf  
    )bS~1n_0  
     J ][T"K  
    j|4<i9^}  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 ?zeJ#i  
    3p3 9`"~  
    ) brVduB  
    8) 优化设定 RTvqCp  
    6TQoqH8@U  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 [="e ziM{  
    b=g8eMm  
    dU6ou'p f  
    ta35 K"  
    H2&@shOOQJ  
    定义变量     OP~HdocB  
    I3=%h  
    ~T ]m>A!  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） SFB~ ->db  
    I~q#eO)  
    .Obw|V-  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) "w^!/  
    M2HomO/X)  
    9) 优化 !g?|9  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 s:OFVlC%\  
    VYu~26Zr  
    =q>'19^Jx  
    '= _/1F*q  
    y-T| #  
    优化结束后会弹出如下报告 %dRo^E1p  
    DQNnNsP:M-  
    lphFhxJA{  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 `{eyvW[Ks  
    Ky|88~}:C9  
    10) 光线追迹与结果分析 Y,GU%[+  
    Gn\_+Pj$  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    +awW3^1Ed  
    Y&[1`:-~-  
    CAWA3fcQp  
    FqkDKTS\&  
    优化后透镜的面型如下： {FO;Yg'  
    透镜渲染效果
    kd=GCO  
     #hW;Ju73  
     
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