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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 3N(5V;ti  
    JH4hy9i  
    本文您将会学到如下内容: % Rv ;e  
    透镜基本参数输入; b"lzR[X,e  
    优化变量与评价函数设定; Y+,ii$Ce~  
     优化; )(?,1>k`Z  
     照度分析; ^dR="N  
    qHZ!~Kq,"'  
    2. 操作流程 m#\I&(l+  
    9vQI ~rz?  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 ZU=om Rh5  
    4jOq.j  
    X=8CZq4  
    gQ < >S  
    2) 创建透镜 "Je*70LG#  
    ;qA(!`h+  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens E%[2NsOM]  
    8=GgTpO5  
    Y$vobi$  
    I%^Bl:M  
    3) 输入透镜参数 w$XqxI/&  
    Jv,*rQH  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; Y#VtZTcT  
    x1@`\r#0  
    }T)0:DF1,  
    pR3@loFQ`o  
    rZij[6]Y^  
    将第二面的圆锥系数改为-1 o*fNY  
    %nRz~3X|+v  
    4) 创建LED光源 IL]Js W  
    BF="gZoU<  
    w$aiVOjgT  
    光源类型为Random plane ; {Rm N1'%  
    光线数为10000; C[-M ~yIL  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; m]7oTmS  
    形状选为椭圆; c%jW'  
    \CY_nn|&g  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. >FR;Ux~a  
    半径选择60度 IO@Ti(,  
    类型选择 Lambertian )K.'sX{B  
    形状选择 Elliptical \y7kb  
    6h5,XcO4  
    波长选择默认默认波长 }akF=/M  
    Power默认为1 watts F[ '<;}  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ?o D]J  
    CDT%/9+-  
    $:RP tG  
    LED光源设定办法 < Z>p1S  
    ;VS\'#{e  
    Wx`| u  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) Ft[)m#Dj`  
    \#hp,XV>  
    ?V{AP&#M$x  
    波长设定,颜色选为绿色 G-DvM6T  
    1v?|n8  
    ,S%DHT  
    功率设定(在Power units选择Watts) =SUCcdy&  
    "!AbH<M;@  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Fv )H;1V  
    k-;A9!^h  
    mdB~~j  
    创建平面探测器(plane) 0dKv%X#\  
    -Wt (t2  
    A7hWAq  
    hmG^l4B.T  
    6) 创建分析面 ol7^T  
    |EjMpRNE  
    sT<XZLu  
    B.oD9 <9  
    光线滤光器设置 Q+ogVvMq>  
    %n!7'XF'[  
    7) 执行光线追迹 EQvZ(-_;4  
    t*Xo@KA  
    8wX|hK!Gz  
    DOa%|H'P  
    )/Mk\``j  
    'Cp]Q@]\  
    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。 v6#i>n~x,  
    q qFN4AO  
    H7}@56  
    8) 优化设定 VmbfwHRWb  
    VS\+"TPuH  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 .}4^b\   
    @krh<T6|  
    OV+|j  
    ndE"v"_H  
    "~nUwW|=1  
    定义变量
    "P9SW?',  
    X[;-SXq  
    }^"#&w3<  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) k "Qr  
    enB 2-)< K  
    2$=I+8IL  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) G{!adBna  
    f$I$A(0P  
    9) 优化 kWm[Lt  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ~z$+uK  
    _2 Hehw  
    '6zk> rN  
    47yzI-1H+  
    zYZ^/7)  
    优化结束后会弹出如下报告 v;$cx*?  
    $>6Kn`UX  
    FS^ie|8{D-  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 KpF/g[m  
    NB)$l2<d  
    10) 光线追迹与结果分析 ^>/] Qi  
    p/4}SU  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    O@7={)6qc  
    &?(472<f**  
    2 i:tPe&  
    0?/vcsO  
    优化后透镜的面型如下: EhK~S(r^  
    透镜渲染效果
    S<=|i  
    NWt5)xl  
     
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