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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 Sv|jR r'  
    04QY x}a  
    本文您将会学到如下内容: #tQ__ V   
    透镜基本参数输入; 5Ak6q(\  
    优化变量与评价函数设定; 8d*W7>rq  
     优化; Dro2R_j{  
     照度分析; =@0/.oSD  
    2]f?c%)I  
    2. 操作流程 8+OcM ;0  
    CWS&f g%o{  
    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。 -@yu 9=DT  
    ,)7y? *D}  
    dSw%Qv*y  
    qB44;!(  
    2) 创建透镜 m #}%l3$  
    =s$UU15  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens x#,nR]C  
    $kCLS7 *  
    S 0L"5B@  
    8S*W+l19f  
    3) 输入透镜参数 [_wenlkm  
    J}37 9  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; JN:EcVuy  
    h!h<!xaclW  
    m*Q*{M_e  
    /5 6sPl 7}  
    %_%/ym  
    将第二面的圆锥系数改为-1 76rRF   
    } qn@8}  
    4) 创建LED光源 'SE?IE{  
    52>,JHq  
    25CO_  
    光源类型为Random plane ; ej&ZE n  
    光线数为10000; |B/A)(c yV  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; &['cZ/bM  
    形状选为椭圆; f+iM_MI  
    &S|%>C{P.w  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. yCLDJ%8  
    半径选择60度 "J(W)\  
    类型选择 Lambertian ej9|Y5D"S  
    形状选择 Elliptical s`Z'5J;S  
    P]b * hC  
    波长选择默认默认波长 -^+!:0';  
    Power默认为1 watts qe"t0w|U?  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm fKN&0N |^R  
    `(@}O?w!1  
    ?*h 2:a$  
    LED光源设定办法 R#0Z  
    Az"(I>VfD  
    ,Kw]V %xOb  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) a2tRmil  
    EA+}Rf6}  
    )r^)e 4UI  
    波长设定,颜色选为绿色 e;ej/)no`  
    w;Jby  
    nNJMQb'K  
    功率设定(在Power units选择Watts) x."/+/  
    7(oX 1hN  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ~gA p`Q  
    c Oi:bC@  
    )lsR8Hi8  
    创建平面探测器(plane) X|iWnz+^  
    1ehl=WN  
    |JD"iP:  
    G$)f5_]7{  
    6) 创建分析面 2y0J~P!I  
    QFS5PZ  
    byW9]('e  
    =T0;F0@#4  
    光线滤光器设置 ySEhi_)9^  
    5i42o+'  
    7) 执行光线追迹 fi.[a8w:W  
    WFTXSHcG  
    '!wI8f  
    2[8C?7_K0?  
    XzBnj7E  
    :g`j gn 0  
    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。 c4'k-\JvT  
    BlrZ<\-/  
    h/a|-V}m&  
    8) 优化设定 --}5%6  
    s.p4+K J  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 n8dJ6"L<"  
    #2~-I  
    AsOkOS3  
    -J<{NF  
    }+{ ? Ms  
    定义变量
    BS_ 3|  
    +nj 2  
    ^-&BGQM  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) [10y13  
    `3CdW  
    -xXz}2S4  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) ZHWxU  
    Zr%,F[j?  
    9) 优化 nH=8I~jp  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ls9 28  
    Uf ?._&:  
    Ac2,A>  
    ~.*G%TW &V  
    dN%*-p(  
    优化结束后会弹出如下报告 qz@k-Jqq d  
    eq!>~: #  
    DQ86(4e*g#  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 !)1gGXRY  
    , Y\`n7Ww  
    10) 光线追迹与结果分析 wIbxnn  
    l[AQyR1+/  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    Mkj`  
    XDtMFig  
    =G9 9U/  
    `;7eu=  
    优化后透镜的面型如下: YXi'^GU@  
    透镜渲染效果
    bl8EzO  
    !*tV[0 i2  
     
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