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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 0;OZ|;Z  
    J!3;\  
    本文您将会学到如下内容: utn,`v   
    透镜基本参数输入; $S2 /*  
    优化变量与评价函数设定; #i*PwgC%_  
     优化; |942#rM  
     照度分析; -Edi"B4K  
    Yn?Xo_Y  
    2. 操作流程 ]ab q$Y'  
    *Utx0Me  
    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。 Tfv @oPu  
    J*6B~)Sp@  
    _~P &8  
    SD@ 0X[  
    2) 创建透镜 ,4-],~T  
    FlrYXau  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ;WrG\R/|  
    & \"cV0  
    (hKjr1s  
    c]$$ap  
    3) 输入透镜参数 9U )9u["DH  
    Zz 'g&ewo  
    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; wM-H5\9n  
    Q{miI N  
    8A-*MU`+  
    VuK>lY &  
    WqCj;Tj|  
    将第二面的圆锥系数改为-1 hD,|CQ  
    PB BJ.!Pb  
    4) 创建LED光源 Q+_z*  
    r5$!41   
    ['iEw!  
    光源类型为Random plane ; ^![7X'!;pt  
    光线数为10000; N6A|  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Y OvhMi  
    形状选为椭圆; +<B"g{dLuX  
    ]zIIi%  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. bhsCeH  
    半径选择60度 0Xn,q]@Z  
    类型选择 Lambertian R-mn8N&  
    形状选择 Elliptical >-w# &T &K  
    dAOJ: @y  
    波长选择默认默认波长 g2u\gR5  
    Power默认为1 watts OW!y7  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm cqm:[0Xf5>  
    /pLf?m9  
    L(1} PZ  
    LED光源设定办法 E7B?G3|z3  
    e$rPXRf  
    :vaVghN\  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) %`/F> `  
    aQ&K a  
    wqzpFPk(  
    波长设定,颜色选为绿色 P9q=tC3^  
    P1$D[aF9$  
    Wk!<P" nHd  
    功率设定(在Power units选择Watts) h b}QtQ  
    G2P:|R  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane NJQy*~P  
    6%wlz%Fp  
    yDRi  
    创建平面探测器(plane) P{StF`>Y  
    Z:2%gU&W  
    {*  w _*  
    7$IR^  
    6) 创建分析面 rc"8N<D  
    D$TpT X\  
    <;1M!.)5  
    sl P>;  
    光线滤光器设置 {yd(n_PqY  
    q[+KQ,  
    7) 执行光线追迹 :1]J{,VG  
    4#ikdjB;  
    PZ?kv4  
    EDF0q i  
    z"FxKN~Z  
    Re*~C:  
    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。 *|;`Gp  
    Q DKY7"H  
    s={IKU&m[  
    8) 优化设定 Dg}EI^ d  
    f*p=j(sF  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 zp``e;gY  
    ph%t #R  
    jQBn\^w  
    6k {gI.SG  
    ,,7hVw  
    定义变量
    4jjo%N  
    Eb5BJ-XeS^  
    ?t/\ ID  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) PM&NY8|Zy  
    -q&,7'V  
    J90 )v7  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) s'Qmr s a  
    nu2m5RYx  
    9) 优化 E #!.;AQ  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 vw-y:,5`t8  
    z&jASL  
    ob|^lAU  
    O]61guxro  
    6#a82_  
    优化结束后会弹出如下报告 3bQq Nk  
    u0qTP]  
     OAgZeK$  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 <KI>:@|Sc  
    n{M-t@r7  
    10) 光线追迹与结果分析 JE<h  
    kX)*:~*  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    {j4&'=C:  
    |A+,M"F?  
    O]@s` w  
    %:OX^ ^i;  
    优化后透镜的面型如下: 5s>>] .%  
    透镜渲染效果
    t5P8?q\  
    b7gN|Hw5 H  
     
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