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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 bqMoO7&c  
    #GYCU!  
    本文您将会学到如下内容: H! ZPP8]j>  
    透镜基本参数输入; L`ZH.fN  
    优化变量与评价函数设定; 3H%oTgWk  
     优化; SLc6 ]?  
     照度分析; ~mtL\!vaM  
    xOjCF&W  
    2. 操作流程 R0M(e@H~  
    _AQ :<0/#  
    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。 hIw<gb4J%  
    ~<pGiW'w5  
    1x]U&{do  
    Nvs8t%  
    2) 创建透镜 WZ'3  
    bf `4GD(  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens b0i]T?#  
    E#_TX3B   
    UKx91a}g  
    tWi@_Rlx;  
    3) 输入透镜参数 #Vanw!  
    r}P{opn$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; .h^."+TJ  
    -\j}le6;c  
    =F ZvtcCa  
    9[|Ql  
    nVoPTr  
    将第二面的圆锥系数改为-1 Z-b^{uP  
    L^ VG?J  
    4) 创建LED光源 16o3ER  
    #zXkg[J6d  
    P}H7WH  
    光源类型为Random plane ; `,&h!h((  
    光线数为10000; fAfsKO*  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; gQ*0Mk  
    形状选为椭圆; !E> *Mn  
    q]tPsX5{*  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. `7Ni bZX0  
    半径选择60度 LZyUlz  
    类型选择 Lambertian '1=t{Rw  
    形状选择 Elliptical bzmT.!  
    $CO^dFf  
    波长选择默认默认波长 ;*+jCL 2F  
    Power默认为1 watts {y'c*NS  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm cp2e,%o  
    CJ&0<Z}{m  
    Q5iuK#/  
    LED光源设定办法 2<y E3:VX  
    VVvV]rU~  
    y`=A$>A  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 5>q|c`&}E  
    H__9%p#  
    Jk|c!,!  
    波长设定,颜色选为绿色 $\$5::}r  
    C2,,+* v  
    cI'&gT5  
    功率设定(在Power units选择Watts) 5FnWlFc  
    vj^vzFbK  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 9rtcI[&?0  
    :Cw|BX@??U  
    xe2Ap[Y'M  
    创建平面探测器(plane) d$kGYMT"  
    {Os$Uui37\  
    $)mE"4FE  
    mTW0_!.  
    6) 创建分析面 BM1uZJ0  
    Sq}hx  
    v'S}&zmF]  
    xRJv_=dT  
    光线滤光器设置 wnP#.[,V  
    93[c^sc9*a  
    7) 执行光线追迹 ' V;cA$ $  
    3.?PdK&C  
    ^:\|6`{n  
    KDuM;  
    _NA0$bGN9  
    0CQ\e1S,#  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 k(><kuJ`3  
    jhUab],  
    M/ 0!B_(R  
    8) 优化设定 d /jO~+jP  
    q*\ #H C  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 1[a;2x A~  
    <jQ?l% \  
    j{IAZs#@>  
    hJ>{`Tw  
    R>To L  
    定义变量
    T#Qn\ 8  
    eR D?O  
    vL`wn=  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) "6lf~%R"  
    q[nX<tO  
    C+cSy'VIK!  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) d3+pS\&IX?  
    ~C{d2i  
    9) 优化 Lf&p2p?~c  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 uR|Jn)/m(  
    -wy$ ?Ha  
    .%h.b6^  
    =GTltFqI1  
    ny| ni\6  
    优化结束后会弹出如下报告 l&(,$RmYp  
    d%\ {,  
    p}hOkx4R\  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 p-GlGEt_X  
    *T*=~Y4kE  
    10) 光线追迹与结果分析  Y5 $5qQ  
    3 ~0Z.!O  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    |Ma"B4  
    Pq>r|/~_  
    ^!L'Ao y;E  
    q%w\UAqA  
    优化后透镜的面型如下: 3<1Uq3Pa  
    透镜渲染效果
    lplEQ]J|  
    !krbGpTVH  
     
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