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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 >KhOz[Zg  
    >0TxUc_va  
    本文您将会学到如下内容: f r6 fj  
    透镜基本参数输入; yWo; a  
    优化变量与评价函数设定; MAPGJ"?  
     优化; c`w}|d]mC  
     照度分析; Iit; F  
    f 6>b|k~  
    2. 操作流程 B[?Ng}<g`  
    )Y{L&A  
    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。 V {ddr:]4  
    X\qNG]  
    K1yzD6[eW  
    +VOK%8,p  
    2) 创建透镜 <R=Zs[9M1  
    BpP y&  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens LFRlzz;  
    R$[vm6T?  
    #c.K/&Gc7j  
    r52gn(,  
    3) 输入透镜参数 n9ej7oj  
    kUrkG80q|  
    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; }N6.Uu 5zI  
    VTY 5]|;  
    R8Fv{7]c  
    ;"-&1qHN  
    d|Lj~x|  
    将第二面的圆锥系数改为-1 $5%SNzzl  
    z_4J)?3  
    4) 创建LED光源 .Rs^YZF  
    @Qt{jI !  
    ')<hON44EX  
    光源类型为Random plane ; PIS2Ed]  
    光线数为10000; K_Eux rPn  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; *#+An<iT ;  
    形状选为椭圆; *_\_'@1|J)  
    R`E~ZWC4V  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. _ZSR.w}j/  
    半径选择60度 "b3"TPfK  
    类型选择 Lambertian )R1<N  
    形状选择 Elliptical 3"~!nn0;  
    |[b{)s?x  
    波长选择默认默认波长 5vnrA'BhBU  
    Power默认为1 watts <bEbweQrgm  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ^v7gIC  
    &`2)V;t  
    m#\ dSl}  
    LED光源设定办法 R.yvjPwJ  
    8XE7]&)];  
    z9Rp`z&`E  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) J)p l|I  
    l}K37f  
    0{-q#/  
    波长设定,颜色选为绿色 V1B5w_^>h'  
    <=C!VVk4f  
    "87:?v[[1  
    功率设定(在Power units选择Watts) ds[|   
    aWF655Fs*  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane v0.#Sl-  
    /jJw0 5;L  
    z*% q@]ym  
    创建平面探测器(plane) g{&ui.ml&  
    gV_}-VvP  
    toC^LZgZ_6  
    amY!qg0P*  
    6) 创建分析面 w NdisI  
    4^|3TntO  
    Z4 =GMXj  
    sD#.Oq4&]y  
    光线滤光器设置 /h|#J  
    ]Er$*7f  
    7) 执行光线追迹 -PR N:'T  
    ~2-1 j  
    nZYBE030  
    </*6wpN  
    kMN~Y  
    P( 8OQL:  
    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。 gc$l^`+M  
    U&p${IcEm  
    JT_ `.(  
    8) 优化设定 -6B4sZpzD  
    r\^b(rNe  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 *(DV\.l`  
    c9h6C  
    6(ol1 (U  
    l2Rb\4  
    z-)O9PV  
    定义变量
    |@4' <4t  
    k;FUs[  
    *gWwALGo5  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) 1p=]hC  
    -ZLJeY L  
    #QMz<P/Gl6  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) _.8S&  
    R8'RA%O9J  
    9) 优化 g3y+&Y_  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 I b5rqU\  
    j&qub_j"xX  
    %1+4_g9  
    II,8O  
    b OY |H~  
    优化结束后会弹出如下报告 qlPT Ll  
    Qt<&WB fn  
    3(80:@|  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 )l DD\J7  
    {"KMs[M  
    10) 光线追迹与结果分析 Pe3o;mx  
    z~s PXGb  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    }k.Z~1y  
    /cP"h!P}~~  
    =@~Y12o?%  
    X!EP$!  
    优化后透镜的面型如下: /N.U/MPL_  
    透镜渲染效果
    X#^[<5  
    z<' u1l3  
     
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