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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$T_yT''  
    ]aW.b_7<9  
    本文您将会学到如下内容: ]jY)M<:J4  
    透镜基本参数输入; eWk2YP!  
    优化变量与评价函数设定; vls> 6h  
     优化; /sC[5G%  
     照度分析; 1H[;7@o$e  
    | v'5*n9  
    2. 操作流程 \w_[tPz}  
    eD1MP<>h  
    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。 rMFZ#38d  
    dvWlx]'  
    |Gs-9+'y  
    *U^I `j[u  
    2) 创建透镜 ,Y5 4(>>%  
    1:s~ ]F@  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens PWD]qtr  
    ]~M {@h!<  
    ^A<.s_  
    <:7e4#  
    3) 输入透镜参数 \*"0wR;[K  
    9/KQAc*  
    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; cWy0N  
    4wD^?S!p  
    l YA+k5  
    s ;Nu2aOp7  
    CKt~#$ I%  
    将第二面的圆锥系数改为-1 R#bV/7Ol  
     F%$Ws>l  
    4) 创建LED光源 %LlKi5u]  
    g#3x)97Z  
    ^B=z_0 *  
    光源类型为Random plane ; g^^m a}i  
    光线数为10000; AG%es0D[H  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Yy~Dg  
    形状选为椭圆; 9>, \QrrH  
    vKLG9ovlY  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. / ^M3-5@Q  
    半径选择60度 dsoRPX']=  
    类型选择 Lambertian ;.m[&h 0  
    形状选择 Elliptical HY#("=9< h  
    dM.Ow!j  
    波长选择默认默认波长 r~a}B.pj  
    Power默认为1 watts Z{)|w=  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm fb=vO U  
    >(Ddw N9l  
    bbA<Zp  
    LED光源设定办法 md_s2d  
    sW`iXsbWM>  
    >%A=b}VS  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) C>-"*Lt  
    Ps,w(k{d  
    ViONG]F  
    波长设定,颜色选为绿色 .qP zd(<T7  
    > _) a7%  
    TK1M mL  
    功率设定(在Power units选择Watts) KDzIarC  
    x6P^IkL:  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane EE{%hGb  
    M/ \~  
    8[XNFFUZs  
    创建平面探测器(plane)  F<1'M#bl  
    N#qoKY(#  
    a MD?^  
    RT 9|E80  
    6) 创建分析面 \EqO;A%<  
    xk<0QYv   
    M QI=  
    zy5bDL -  
    光线滤光器设置 ba.OjK@  
    P=g+6-1  
    7) 执行光线追迹 $x<-PN  
    (9h{6rc=I  
    oOw"k*,h:S  
    ttxOP  
    WV5R$IqY  
    |MGw$  
    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。 [:Y^0[2  
    Yi,um-%  
    DenCD9 f  
    8) 优化设定 FL}8h/  
    4cL=f  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 @ZWKs  
    f:>jH+o.S  
    B.b)YE '  
    ^B>6 !  
    gne c#j  
    定义变量
    r,\(Y@I  
    AUd}) UR  
    o! N@W  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) 0J B"@U&-  
    (["u"m%  
    _;+&'=6.[  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) :2+:(^l  
    ""=Vt]  
    9) 优化 q9>w3 <  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 hHQt4 r'd  
    C.Yz<?;S  
    xFh}%mwpt[  
    f&J*(F*u  
    < XU]%}o  
    优化结束后会弹出如下报告 Xb {y*',  
    [o "@*kf  
    jA'+>`@  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 SqLKF<tY]/  
    5,3h'\ "!  
    10) 光线追迹与结果分析 Uk#1PcPd  
    1>LquZ+Kj  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    z%z$'m  
    ?M);wBe(  
    *%.*vPJ  
    _;9)^})$  
    优化后透镜的面型如下: +Y+kx"8  
    透镜渲染效果
    \hVFK6  
    Z(cgI5Pu  
     
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