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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 DY<Br;  
    .b'hVOs{  
    本文您将会学到如下内容:  0].*eM  
    透镜基本参数输入; :j2G0vHIl(  
    优化变量与评价函数设定; =gL~E9\  
     优化; >5G2!Ns'  
     照度分析; AT.WXP0$A  
    <7Igd6u  
    2. 操作流程 doM}vh)6  
    QJ1_LJ4)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。 $42%H#  
    ~{MmUp rS  
    $7 1(g$6#  
    Q(Uj5aX  
    2) 创建透镜 e}e|??'(\  
    ;`ZGiax  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens p<%76H A  
    Ip_S8 ;;  
    e+J|se4L5  
    3e~X`K1Q<  
    3) 输入透镜参数 ;;4xpg  
    :$eg{IXC"  
    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; 'uAH, .B  
    5<1,`Bq@  
    1%W|>M`  
    oB$7m4xO\  
    K5(:UIWx  
    将第二面的圆锥系数改为-1 0>PO4WFVJ  
    (W.euQy  
    4) 创建LED光源 E*rnk4Y  
    %*4Gx +b  
    7|=*z  
    光源类型为Random plane ; L_$M9G|5n  
    光线数为10000; G}.t!"  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Ya$JX(aUe  
    形状选为椭圆; l+$ e|F  
    -.#He  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. :m|%=@]`  
    半径选择60度 WHh=ht s\  
    类型选择 Lambertian };m.Y>=)K  
    形状选择 Elliptical \dpsyc  
    6fxf|R\  
    波长选择默认默认波长 ~i&Lc7Xl  
    Power默认为1 watts fG;(&Dx  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 'k2Z$+  
    JpuF6mQ  
    xHN"7j}h  
    LED光源设定办法 dL9QYIfP  
    ;1`NsYI2  
    d9/YW#tm  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) tmAc=?|Wa  
    x@EEMO1_"  
    (C;oot,  
    波长设定,颜色选为绿色 /mST<{(_G\  
    e<|'   
    7.O1 ~-  
    功率设定(在Power units选择Watts) YE#OAfj~  
    }^J&D=J5V  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane y@!kp*0  
    Vab+58s5  
    7QdU|1]  
    创建平面探测器(plane) mtEE,O!+  
    =A,32&;@N  
    x+h7OvW{  
    Z4#lZS`'A  
    6) 创建分析面 mUi|vq)`=D  
    VK9I#   
    @Bfwb?&  
    z_XI,u}  
    光线滤光器设置 f#xqu +)Z  
    @nN+F,phx  
    7) 执行光线追迹 G7lC'~}  
    ldJ eja~Xl  
    A/NwM1z[o)  
    +M9=KVr  
    _tE$a3`  
    J[<3Je=>$  
    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。 uQ9/7"S  
    hk"^3d!  
    B1@c`BJ;9T  
    8) 优化设定 D]+tr%  
    5gq3 >qo  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ?9q{b\=l  
    qIQvix$8  
    o{\@7'G  
    %^RlE@l9  
    1 sCF -r  
    定义变量
    UP:+1Sp9  
    S<+_yB?  
    BY: cSqAW  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) fU~>A-P  
    vO" $Xw  
    F0Xv84:O  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) ~AuvB4xe~  
    hIa@JEIt  
    9) 优化 9;;1 "^4/  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 FK!9to>  
    Ai iOs?  
    EAFKf*K=  
    57+^T}/>  
    }/G~"&N[  
    优化结束后会弹出如下报告 ja2LQe@ Q  
    nZQZ!Vfj  
    &K k+RHM  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 xtU)3I=F%  
    B dm<<<  
    10) 光线追迹与结果分析 u7`<m.\  
    ?"AcK" v  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    HkxFDU-K  
    yB}y'5  
    M:?eK [h  
    -tx)7KV-  
    优化后透镜的面型如下: DC*|tHl  
    透镜渲染效果
    UeE& 8{=d  
    I}Q3B3Byg  
     
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