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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 f/*Xw{s#  
    Eae]s8ek9  
    本文您将会学到如下内容: `cy_@Z5A  
    透镜基本参数输入; -?2ThvT  
    优化变量与评价函数设定; r<UZ\d -  
     优化; c/x ^I{b*  
     照度分析; oq^#mJL  
    TN.mNl%  
    2. 操作流程 _+ oX9  
    -XkCbxZ  
    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。 k~`pV/6  
    h.sH:]Z  
    #)GL%{Oa  
    *S:^3{.m=  
    2) 创建透镜 _j}|R(s*+V  
    w%S\)wjS  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 80![aj}z4G  
    CbS- Rz:  
    O<Ht-TN&  
    9Fv1D  
    3) 输入透镜参数 )f*&}SV  
    2%. A{!  
    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; 2?z3s|+[  
    x: `oqbd  
    ;&s`g   
    M// q7SHh  
    ,=Xr'7w,  
    将第二面的圆锥系数改为-1 PUuxKW}  
    &UEr4RK;I  
    4) 创建LED光源 }XX)U_ x  
    l"f.eo0@7  
    Z Mt9'w;  
    光源类型为Random plane ; Urm&4&y  
    光线数为10000; 7!]$XGz[  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; P5P:_hr  
    形状选为椭圆; K;k_MA310  
    \5_+6  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Q0#oR [(  
    半径选择60度 9 ]c2ub7  
    类型选择 Lambertian &-:ZM0Fl  
    形状选择 Elliptical Yev] Lp  
    ]e$mTRi*  
    波长选择默认默认波长 @mSdksB/L  
    Power默认为1 watts ?w#V<3=  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ['~3"lK^O  
    )^qM%k8  
    47|Lk]+O  
    LED光源设定办法 ~pO6C*"  
    Ur6UE2   
     "_eHK#)  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) GPONCL8(0  
    *T-+Pm-Cq  
    "9'~6b  
    波长设定,颜色选为绿色 uUB,OmLN  
    n sKl3}uU  
    /BjM&v(5/  
    功率设定(在Power units选择Watts) \T `InBbf  
    cY8X A6  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane A'vQtlvKA  
    J3fk3d`2  
    {;4Y5kj  
    创建平面探测器(plane) Jr$,w7tQn@  
    cXU8}>qY7  
    QkS~~|0EI>  
    b`){f\#t  
    6) 创建分析面 #tg,%*.s  
    S96H`kedZo  
    `% IzW2v6  
    H .*:+  
    光线滤光器设置 tS!Fn Qg4  
    m5m}RWZ#  
    7) 执行光线追迹 $\M<gW6  
    \X.CYkgK  
    'n4Ro|kA  
    sL" h  
    3#N'nhUzA  
    ]L+YnZ?6  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 I,TJV)B  
    #hG0{_d7  
    TRP#b 7nC  
    8) 优化设定 ~A@T_ *0  
    YXz*B5R  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 %J(y2 }  
    8=QOp[w   
    5&?[ Vt  
    j5Kw0Wy7  
    R=&9M4  
    定义变量
    KYE)#<V}@  
    I|zak](HU  
    Dl=9<:6FW  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) v: \8  
    ^*s DJ #  
    ,LI$=lJ@  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) %Ms"LoK  
    5Ku=Xzvq  
    9) 优化 Y-2IAJHS8  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件  N>ncv  
    `+DH@ce  
    mJ+M|#Ox  
    +cH,2^&  
    (V&5EO8)  
    优化结束后会弹出如下报告 5k:SD7^b  
     +kA>^  
    /{1sU}k-  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ga?:k,xv  
    Ov$>CA  
    10) 光线追迹与结果分析 M3XG s|gw  
    /x%h@Cn!  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    z<_&4)2{  
    OaTnQ|*  
    x,wXR=H  
    ),{v  
    优化后透镜的面型如下: x[?N[>uw  
    透镜渲染效果
    &f=O`*I'+!  
    KA $jG{ yq  
     
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