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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 T%.Y so{  
    _v#pu Fy  
    本文您将会学到如下内容: 7W}%ralkg  
    透镜基本参数输入; I+Fy)=DO9  
    优化变量与评价函数设定; 274j7Y'  
     优化; a)W|gx6Y  
     照度分析; 8/p ]'BLf  
    nY MtK  
    2. 操作流程 "tl{HM5u  
    mKtMI!FR  
    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。 \\EX'L  
    H,c1&hb/w  
    ;F1y!h67<  
    :V6 [_VaF  
    2) 创建透镜 hAUP#y@:H:  
    [<i3l'V/[  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens %H?B5y  
    \V'fB5  
    :kcqf,7  
    ;e_us!Sn  
    3) 输入透镜参数 ,(oolx"Xa  
    QN;5+p[N  
    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; .]exY i  
    O: I]v@  
    #<Y3*^~5d  
    ;4-$C=&  
    , l!>+@  
    将第二面的圆锥系数改为-1 dSjO 12b  
     cL .z{  
    4) 创建LED光源 5.-:)=  
    e\(X:T  
    'O 7:=l  
    光源类型为Random plane ; 1d!s8um;  
    光线数为10000; s8A"x`5(  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 851BOkRal4  
    形状选为椭圆; A%EhRAy  
    a(IE8:yU`  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. %npLgCF  
    半径选择60度 <9H3d7%  
    类型选择 Lambertian pno}`Cer  
    形状选择 Elliptical @Wd (>*"zw  
    Uth+4Aq  
    波长选择默认默认波长 ;*K;)C  
    Power默认为1 watts _3u3b/%J?  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm D',7T=C   
    5WHqD!7u  
    KiMlbF.~V  
    LED光源设定办法 vS ( Y_6  
    6qQ_I 0f  
    VPYcA>-%u  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) (e_p8[x  
    QgH{J8 0  
    ^Rl?)_)1HE  
    波长设定,颜色选为绿色 }'{"P#e8"q  
    zGme}z;1@  
    YG?4DF  
    功率设定(在Power units选择Watts) DB|w&tygq  
    LdOqV'&r  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane G]xYQ]  
    Tw%1m  
    o=7e8l  
    创建平面探测器(plane) N DI4EA~z  
    6ym$8^  
    hX,RuI  
    #v$wjqK5  
    6) 创建分析面 RI<s mt.Ng  
    _8SB+s*  
    7C Sn79E  
    C_ ;nlG6  
    光线滤光器设置 Y1AZ%{^0a  
    hb0)<^xu  
    7) 执行光线追迹 m' j1  
    SG~HzQ\%  
    @D["#pe,}  
    bFG?mG:  
    .`u8(S+  
    q|klsup  
    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。 L|D9+u L  
    vEG7A$Z"  
    Wd+kjI\  
    8) 优化设定 39[ylR|\  
    fhdqes])  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 {&Rz>JK  
    A3HN Mz  
    a_\7Ho$^  
    AL&<SxuP  
    dA2@PKK  
    定义变量
    -d2)  
    9!r0uU"  
    V\n!?1{kdF  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) )_Hv9!U]e  
    $6ucz'  
    vN]_/T+  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) gs.+|4dv  
    xHx_! )7  
    9) 优化 %PPy0RZ^  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 7N5M=f.DS(  
    a3:45[SO4e  
    '%+LQ"Bp  
    8"LM:0x  
    .4w"3>  
    优化结束后会弹出如下报告 BTO l`U  
    b9wC:NgQx  
    B"88 .U}$  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 { /8s`m  
    "NEKz  
    10) 光线追迹与结果分析 c/F!cW{z^  
    X=Y(,ZR(&  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    ;Hp78!#,  
    &liFUP?   
    B 'O1dRj&6  
    AjO{c=d  
    优化后透镜的面型如下: )Fqtb;W=  
    透镜渲染效果
    p Zxx  
    39~WP$GM  
     
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