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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 5M~+F"Hl  
    q]C_idK=  
    本文您将会学到如下内容: (3$DUvx7  
    透镜基本参数输入; CshME\/  
    优化变量与评价函数设定; 7sQHz.4  
     优化; !;mn]wR>a  
     照度分析; N$ #~&  
    AX%}ip[PC  
    2. 操作流程 rNJU & .]  
    - AgD  
    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。 tFc<f7k  
    !ht2*8$lQ  
    9d^m 7}2  
    < `"  
    2) 创建透镜 u?fM.=/N  
    JFO,Q -y\  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens rv(N0p/  
    EI*~VFx  
    C>x)jDb?  
    ^`i z%^  
    3) 输入透镜参数 d/F^ez  
    'I+M*Iy  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; A?lR[`'u\  
    "adic?5  
    0{%@"Fb0O  
    %XeN_ V  
    {]8|\CcY?  
    将第二面的圆锥系数改为-1 0SWqC@AR%  
    RQ[/s lg  
    4) 创建LED光源 _EP]|DTfr  
    `JDZR:bMaT  
    <XG]aYBR  
    光源类型为Random plane ; ) 9 2(C  
    光线数为10000; IO9|o!&>  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; CmbgEGIh[a  
    形状选为椭圆; VpY D/Oj4;  
    GVA%iE.  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. sRZ<c  
    半径选择60度 4Eu'_>"a  
    类型选择 Lambertian Q|{b8K  
    形状选择 Elliptical wT- <#+L\  
    @v@F%JCZ  
    波长选择默认默认波长 {wA8!5Gu  
    Power默认为1 watts =O"]e/CfO  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm lEwQj[ k  
    [^ r8P:Ad  
    [t3 Kgjt  
    LED光源设定办法 "ldd&><  
    (pv}>1  
    b?KdR5  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) /;Hqv`X7  
    ogQfzk  
    :x[()J~N  
    波长设定,颜色选为绿色 o!~XYEXvUa  
    \+sa[jK  
    hx;kNcPbI  
    功率设定(在Power units选择Watts) ;Wy03}K4J  
    "5k 6FV  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane kiN,N]-V  
    7?uDh'utt  
    (!5Pl`:j"  
    创建平面探测器(plane) fU ;H  
    i~v[3e9y7  
    ,9jk<)m]L  
    X[tB^`  
    6) 创建分析面 Gvdok<o  
    R\&z3<-S  
    U7jDm>I  
    gt.F[q3  
    光线滤光器设置 v9r.w-  
    Y7g%nz[[  
    7) 执行光线追迹 L-}Uj^yF  
    [o(!/38"@=  
    ^&mrY[;S  
    fgj$ u  
    tw<Oy^ i  
    r^msJ|k8[  
    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。 BH~zeJ*Pr  
    6S n&; ap  
    sUc[!S:/  
    8) 优化设定 \}.bTca  
    W<#!He  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 9Xa.%vw>  
    j5:4/vD  
    xYv;l\20.  
    ,9I-3**W  
    Xp06sl7 M  
    定义变量
    P/[RH e  
    XgnNYy6W  
    4OJD_  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) %B#T"=Cx  
    F7b% x7b  
    LVdR,'lS  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) AD`5:G  
    Uvc$&j^k  
    9) 优化 m='}t \=  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 {j`8XWLZZN  
    S},Cz  
    ^J hs/HV  
    /8l@n dZf  
    QP50.P5g  
    优化结束后会弹出如下报告 F Xr\  
    U<sGj~"#  
    JCBX?rM/  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 v%2Dz  
    e&T-GL  
    10) 光线追迹与结果分析 ,\&r\!=  
    jLM y27Cn  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    M1NdlAAf  
    ??.aLeF&  
    |X XO0  
    J| wk})?  
    优化后透镜的面型如下: hPz=Ec<zW  
    透镜渲染效果
    . IY@Q  
    ,66(*\xT  
     
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