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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 vK6bpzI 3  
    ~>C!l k  
    本文您将会学到如下内容: #M_QSD}&  
    透镜基本参数输入; zis-}K<   
    优化变量与评价函数设定; b?r0n]  
     优化; bi,%QZZ  
     照度分析; & ??)gMM[  
    I{M2nQi  
    2. 操作流程 {"@Bf<J#  
    $i =-A  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 9%)'QDVGLf  
    F`Pu$>8C  
    &*0!${ B  
    X.JB&~/rO  
    2) 创建透镜 bf}r8$,  
    /0(4wZe~?  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens BL]^+KnP  
    RzyEA3L'  
    EkJo.'0@  
     *A_  
    3) 输入透镜参数 s  n?  
    >+8mq]8^  
    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; 8o~\L= l  
    X_=oJi|:  
    Va9vDb6  
    4$_8#w B1&  
    KnbP@!+c  
    将第二面的圆锥系数改为-1 Q9rE_} Z  
    {0e5<"i  
    4) 创建LED光源 DrW]`%Ql  
    !WbQ`]uN/#  
    n+xM))  
    光源类型为Random plane ; pKp#4Js  
    光线数为10000; F*Qw%  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; o2%"Luf<  
    形状选为椭圆; y 5=J6a2.  
    K<N0%c~  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. _I@dt6oF  
    半径选择60度 x %$Z/  
    类型选择 Lambertian 2b!b-  
    形状选择 Elliptical @^`-VF  
    ]Q^oc  
    波长选择默认默认波长 Rov0  
    Power默认为1 watts QAX+oy  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm X2o5Hc)l<  
    #`?uV)(  
    Xf#uK\f  
    LED光源设定办法 .%D] z{''  
    sYXVSNonm  
    iPE-j#|  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) u,&Z5S  
    heRQ|n.Dz)  
    R$PiF1ffj  
    波长设定,颜色选为绿色 |/rBR!kPq  
    UY>{e>/H9  
    =. OW sFv  
    功率设定(在Power units选择Watts) c L84}1QD  
    SR8[ 7MU  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane qf ]ax!bK  
    ;r8,Wx@f1C  
    mQ1QJ_;  
    创建平面探测器(plane) # U!J2240  
    C10A$=!  
    k9Yr&8B  
    MLL2V`vBT  
    6) 创建分析面 qE(`@G  
    <f:b%Pm 7  
    c*LnLK/m  
    x~KS;hA  
    光线滤光器设置 hu6)GOZbv  
    G.c s-f  
    7) 执行光线追迹 r?H {Y3 ,  
    EMJ}tvL0Tp  
    UlQ}   
    tjYe82  
    E6BW&Xp  
    o'R_kadN[T  
    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。 ?jb7Oq#[  
    yUBic~S  
    @-Gf+*GZys  
    8) 优化设定 6eQrupa  
    QULrE+@  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 \#~~,k 6f  
    d6~wJMFl  
    >YPfk=0f0  
    n j1 cqh  
    oSE'-8(  
    定义变量
    >iaZGXje  
    &XN*T.Y`  
    JQI`9$asuC  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) m|e!1_ :H  
    [gD02a: u  
    0(0Ep(Vj  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) $g 5pKk  
    5>$*#0%"}  
    9) 优化 DlTV1X-^1  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 `s@1'IG;R_  
    EYMwg_  
    )WuuU [(  
    YW>|gE  
    vFy /  
    优化结束后会弹出如下报告 |0mh*+i  
    )V~<8/)  
    W._vikR  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 dqPJ 2j $\  
    us$~6  
    10) 光线追迹与结果分析 Tf*X\{"  
    W9.Z hpM  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    )p ,-TtV  
    B*K%&w10~  
    pHKj*Y  
    _d)w, ;m#  
    优化后透镜的面型如下: IjD: hR@  
    透镜渲染效果
    w QwY_ _  
    !0E$9Xon  
     
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