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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 6b2h\+AP  
    L~h:>I+pG  
    本文您将会学到如下内容: +>eX1WoTy  
    透镜基本参数输入; E}%Pwr  
    优化变量与评价函数设定; ^h=gaNL  
     优化; r9 1i :  
     照度分析; 3NZK$d=4  
    8z|]{XW{  
    2. 操作流程 #D(=[F  
    '-~J.8-</  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 jC:D>  
    BINHCZ  
    +3AX1o%p,#  
    -sf[o"T,j  
    2) 创建透镜 KCbOO8cQS  
    sAA;d  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens m=COF$<  
    |'o<w ]hc  
    iM9k!u FE  
    dEkST[Y3  
    3) 输入透镜参数 Q;y4yJ$wI  
    U+ Yu_=o{  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; W:WRG8(F  
    %RwWyzm#\  
    s/>0gu]A8  
    pE+:tMH;  
    Zs0;92WL  
    将第二面的圆锥系数改为-1 # ax% n  
    ;*nzb!u\\  
    4) 创建LED光源 &{wRBl#  
    =<#++;!I  
    .!2 u#A  
    光源类型为Random plane ; I:al[V2g  
    光线数为10000; X?u=R)uG  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ;  -y_q  
    形状选为椭圆; wr:-n  
    jC>mDnX  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. #U3q +d+^  
    半径选择60度 m,6u+Z ,  
    类型选择 Lambertian ox.kL  
    形状选择 Elliptical -!T24/l  
    H8@z/  
    波长选择默认默认波长 >x~Qa@s;  
    Power默认为1 watts +g1+,?cU  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm  C !v%6[  
    m>w{vqPwJ  
    l]R7A_|  
    LED光源设定办法 n#?y;Y\  
    >*^SQ{9  
    % bdBg  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) SuV3$-);z  
    ?caHS2%?ae  
    #+h#b%8  
    波长设定,颜色选为绿色 u,=?|M\  
    v$;URF%^  
    Y@Ry oJ  
    功率设定(在Power units选择Watts) &(o&Y  
    D^t: R?+  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane %\'G2  
    ]gA2.,)}D  
    D~Q -:G$x  
    创建平面探测器(plane) EuVA"~PA  
    '['x'G50  
    JnQ@uZb`  
    =yJV8%pa  
    6) 创建分析面 d,'gh4C  
    R$eEW"]  
    CqX*.j{  
    ;kG"m7-/  
    光线滤光器设置 HYJEz2RF  
     ,HNk<W  
    7) 执行光线追迹 MQ'=qR  
    7#N= GN  
    Qo(<>d  
    z 7cA5'c  
    cxPOO#  
    @6;ZP1  
    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。 #z*,-EV|  
    k $# ,^)T  
    02:`Joy2D  
    8) 优化设定 ;c@B+RquR  
    1:|o7`  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 G;pc,\MF  
    G8Ow;:Ro  
    ^7:UC\_  
    YQ1rS X3  
    #2*R0_b  
    定义变量
    B" ]a8}u  
    hfvC-f97L  
    x97L>>|  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) 'OU3-K  
    zCS }i_ p  
    G}dq ft5"  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) #,"[sag  
    3n_t^=  
    9) 优化 w H`GzB"  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ],zp~yVU&  
    [xdVuL;N  
    $>wN:uN(  
    O_DT7;g  
    7PO]\X^(zE  
    优化结束后会弹出如下报告 W=n Hi\jLV  
    ?. L]QU  
    aCfWbJ@qiG  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 M pz9}[`3g  
    Hm~.u.)\.  
    10) 光线追迹与结果分析 Ub wmn!~  
    ')WS :\J  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
     \5HVX/  
    ' 1dhdm8  
    PFbkkQKsT  
    {Q^ -  
    优化后透镜的面型如下: t<^7s9r;I  
    透镜渲染效果
    O4^' H}*  
    [E9_ZdB T  
     
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