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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 S)`@)sr  
    E*L5D4Kw  
    本文您将会学到如下内容: i4)]lWnd  
    透镜基本参数输入; *,,:;F^  
    优化变量与评价函数设定; RP9~n)h~b  
     优化; ?v&2^d4C*F  
     照度分析; #r@>.S=U]  
    UryHte  
    2. 操作流程 lN*"?%<x>  
    .+5;AtN  
    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。 U/-|hfh  
    eyos6Qi  
    l7(p~+o?h>  
    vtRz;~,Z  
    2) 创建透镜 n]3Z~HoZ  
    D 75;Y;E  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens VYQ]?XF3i  
     K"Gea`I  
    ]!2[kA-  
    H5be5  
    3) 输入透镜参数 ^j2z\yo  
    1/A|$t[  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; 1|$J>  
    9jllW[`2F  
    2>m"CG  
    $I9U.~*  
    z h%b<  
    将第二面的圆锥系数改为-1 4Td)1~zc3  
    22`e7  
    4) 创建LED光源 Zk5AZ R!|  
    fdgjTX  
    :e\M~n+y  
    光源类型为Random plane ; uC2qP)m,^  
    光线数为10000; BfQ#5  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 0bjZwC4J  
    形状选为椭圆; ' ?EG+o8  
    hfs QAa  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. wYh]3  
    半径选择60度 Kj:'Ei7  
    类型选择 Lambertian 4hW:c0  
    形状选择 Elliptical . Fm| $x  
    (mx}6A  
    波长选择默认默认波长 )9+H[  
    Power默认为1 watts +B4i,]lCx  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm %4w#EbkSS  
    }U**)"  
    9/O\769"'  
    LED光源设定办法 9<5ii  
    kMg[YQ]OC  
    )Zrn?KM  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) @`HW0Y_:  
    @ZtvpL}e  
    3H%bbFy  
    波长设定,颜色选为绿色 _ + >V(,{G  
    ;>Z0e`=  
    ZsGJ[  
    功率设定(在Power units选择Watts) \$,8aRT>#U  
    ~2QD.(  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane rC6EgWt<V  
    TZarI-A  
    XKvH^Z4h{l  
    创建平面探测器(plane) kM3#[#6$!  
    YyC$\HH6  
    8[oZ>7LMzC  
    {Vf].l:kn  
    6) 创建分析面 ![m6$G{y  
    :v^OdW  
    I%CrsEo  
    8aW<lu  
    光线滤光器设置 i \@a&tw  
    JY$;m3h  
    7) 执行光线追迹 D`)K3;h  
    y.::d9v  
    5zH_yZ@+  
    #m3!U(Og`  
    Bu4@FIK!C  
    ;V84Dy#b  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 v R ! y#  
    ubl)$jZ:Q  
    w+hpi5OH  
    8) 优化设定 c=p!2jJ1K~  
    *4c5b'u  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 BxesoB  
    LmPpt3[  
    xU |8.,@  
    p-,Bq!aG$  
    kk}_AZ0eK  
    定义变量
    K8h\T4  
    Y9B"yV  
    Sp[]vm8N  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) >txeo17Ba\  
    )<.y{_QUN  
    dAi.^! !  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) YAd%d|Q  
    /b410NP5  
    9) 优化 4j<[3~:0 o  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 }+K=>.  
    ?3<Y/Vg%c  
    j k&\{  
    J@qLBe(v  
    Fm+V_.H/;  
    优化结束后会弹出如下报告 D{JwZL@7k2  
    {5c]\{O?[  
    .d+zF,02Z  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ow#8oUf=  
    =tl~@~pqI  
    10) 光线追迹与结果分析 Ei89Ngp\}  
    ;&MnPFmq  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    GF*uDJ Kp  
    T75N0/teS  
    "_:6v64Gx  
    LVdtI  
    优化后透镜的面型如下: 6rlvSdB  
    透镜渲染效果
    <]*Jhnx/  
    E CPSE {  
     
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