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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 BLJ-' 8G  
    ac&tpvij  
    本文您将会学到如下内容: L7xTAFe  
    透镜基本参数输入; 3]VTQl{P  
    优化变量与评价函数设定; &FanD   
     优化; g*]<]%Py"  
     照度分析; )O&$-4gL'  
    aVtwpkgZ  
    2. 操作流程 fg1 zT~  
    [w4z)!  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 i'EXylb  
    ss2:8up 99  
    er<~dqZ}]  
    G/`_$ c  
    2) 创建透镜 iCEX|Tj;  
    TMRXl.1  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 54)}^ftY^  
    A=3 U4L  
    W.CIyGK  
    7v:;`6Jb  
    3) 输入透镜参数 #e0+;kBh  
    [,e_2<   
    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; @)0g Xg  
    "{:*fI;!  
    B=p'2lla  
    D6m>>&E['  
    (C:rH  
    将第二面的圆锥系数改为-1 #\M<6n{  
    m8f_w  
    4) 创建LED光源  +*!!  
    =Vv{td  
    NSkI2>+P  
    光源类型为Random plane ; >]`x~cE.5  
    光线数为10000; jW*A(bK8:  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; #*`|}_6L  
    形状选为椭圆; T<?;:MO88  
    { p/m+m  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. RU'J!-w{  
    半径选择60度 j?,$*Fi  
    类型选择 Lambertian aqN.5'2\  
    形状选择 Elliptical Cm&itG  
    04"hQt{[  
    波长选择默认默认波长 )2A4vU-IR.  
    Power默认为1 watts xWMMHIu  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm v 7R&9kU{  
    N$+"zJmw&  
    ,)RdXgCs  
    LED光源设定办法 (AS%P?  
    `l}-S |a  
    pqe tYu  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) l1??b  
    F, "x~C  
    : ?V;  
    波长设定,颜色选为绿色 )v9[/ ]*P  
    Y:a(y*y<  
    )0Lq>6j9  
    功率设定(在Power units选择Watts) ,y>Na{@Y  
    4|(?Wt)5  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 3%} Ma,  
    EI;\of2,  
    (g Z!o_  
    创建平面探测器(plane) >g[W@FhT'k  
    jz)H?UuDY  
    sa`Yan  
    s :ruCS  
    6) 创建分析面 >W;i2%T  
     UyQn onS  
    VPHCPGrk  
    ZeeuH"A  
    光线滤光器设置 1@WGbORc*  
    FMn&2fH  
    7) 执行光线追迹 7'|PHQ?S  
    #RF=a7&F  
    =(ZGaZ}  
    3\{Sf /#  
    =Wf@'~K0k"  
    QP#Wfk(C  
    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。 ,:`6x[ +  
    1 XG-O  
    :m d3@r']  
    8) 优化设定 U]|q4!WE  
    'm|m +K83  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 :~(im_r  
    ju#6 3  
    4i,SiFKB  
    lQ/XJw  
    ~S3eatM$9  
    定义变量
    *3$,f>W^  
    qx)k1QY  
    -e~U u  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) akQH+j  
    hptuTBD  
    to3J@:V8e  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) f[b YjIX  
    eEQ[^i  
    9) 优化 kre&J  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 $J6.a!5IE  
    B$l`9!,  
    0Mg8{  
    ~t={ \,X\  
    zc+;VtP|8  
    优化结束后会弹出如下报告 ?N*0 S'dY  
    prtxE&-  
    g5Rm!T+@I<  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 0>iFXw:fn  
    >x4[7YAU{  
    10) 光线追迹与结果分析 :eW~nI.Vc  
    bSf(DSqx  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    sw|:Z(`  
    Nz*sD^SJa  
    {yR)}r  
    U$)Hhn|X  
    优化后透镜的面型如下: <im<(=m9  
    透镜渲染效果
    N}fUBX4k  
    (0W}e(D8  
     
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