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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 *4.f*3*  
    qLPI^g,  
    本文您将会学到如下内容: rg\|-_.es'  
    透镜基本参数输入; 1lx\Pz@ol  
    优化变量与评价函数设定; 3btciR!N]  
     优化; E>7%/TIl  
     照度分析; 3HfT9  
    Q>z0?%B  
    2. 操作流程 5Pv>`E2^  
    n}._Nb 5  
    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。 Ob(j_{m  
    $v>- @  
    Ya,>E@oc  
    '9RHwKu&s  
    2) 创建透镜 tU?lfU[7  
    5a_K|(~3I  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens I *}:C  
    VoP(!.Ua>7  
    'MC) %N,  
    9$Hgh7'hvs  
    3) 输入透镜参数 LfK <%(:  
    `#9ZP  
    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; 9]kWM]B)o  
    [%bshaY:  
    XSZW9/I-(|  
    ."=Bx2  
    O-:~6A  
    将第二面的圆锥系数改为-1 f)gA.Rz  
    qKWkgackP  
    4) 创建LED光源 lYq R6^  
    7$b78wax  
    _YbHnb  
    光源类型为Random plane ; <hS >L1ZSr  
    光线数为10000; H,zRmK6A%  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; L18Olu  
    形状选为椭圆; \N;s@j W  
    jIuE1ve  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. b}k`'++2,  
    半径选择60度 Aja'`Mu  
    类型选择 Lambertian H#Vs3*VK  
    形状选择 Elliptical "esV#%:#J  
    I,q3J1K  
    波长选择默认默认波长 KqB(W ,$  
    Power默认为1 watts ]l&_Pv!!  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm Xf$,ra"  
    ~sk 4v:-  
    oBIKt S*L  
    LED光源设定办法 79S=n,O  
    A "w 1GBx  
    4UG7{[!+  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) VIynlvy  
    ]k>S0  
    m-ZVlj  
    波长设定,颜色选为绿色 9g " ?`_  
    Rrk3EL  
    {t9'8R3  
    功率设定(在Power units选择Watts) <51(q_f  
    5a4;d+  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane vE&  
    3O$Q>.0w/  
    ?$8OVq.w,  
    创建平面探测器(plane) {fk'g(E8([  
    7FfzMs[ \e  
    |8V+(Vzl  
    iv3NmkP1  
    6) 创建分析面 ~F DJKGK  
    "EhA _ =i  
    .y[=0K:  
    kM@8RAxA  
    光线滤光器设置 [%Y Cupr#  
    %'@&j2j>  
    7) 执行光线追迹 C#vU'RNpl  
    WEWNFTI  
    !=eui$]  
    8CwgV  
    #@ lLx?U  
    x!gu&AA<*  
    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。 APy&~`  
    }!5"EL(L80  
    !J'BAq[x  
    8) 优化设定 o3j4XrK  
    q[7C,o>/  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 f~8Xue,l"  
    $Jx] FZDQ  
    BW z*!(   
    mI?AI7DqK  
    wVV'9pw}  
    定义变量
    } n_9d.  
    8@Y]dz gjj  
    #t po@pJsE  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) I`zn#U'  
    !V#(g./W  
    c?j/ H$  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 7n}J}8Y*U2  
    n1!0KOu/N  
    9) 优化 /oE@F178  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ->$Do$  
    '+5*ajP<  
    ,7z.%g3+z  
    op/|&H'  
    U''/y\Z  
    优化结束后会弹出如下报告 E<D45C{DP  
    c$bb0J%  
    9;sebqC?  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 `a98+x?JF  
    D$!(Iae  
    10) 光线追迹与结果分析 j^mAJ5  
    FE" ksi 9  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    |^8l8u  
    9<G-uF  
    gb( a`  
    #-Ehg4W  
    优化后透镜的面型如下: Yfs60f  
    透镜渲染效果
    tNG0ft%a  
    ,J!G-?:@n  
     
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