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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 Wy<[(Pd   
    mC i[Ps  
    本文您将会学到如下内容: B%tIwUE2  
    透镜基本参数输入; l|YT[LR7  
    优化变量与评价函数设定; A4G,}r *n  
     优化; "h=6Q+Ze  
     照度分析; z % x7fe  
    2_;]  
    2. 操作流程 "S5S|dBc  
    g(/{.%\k  
    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。 EM=w?T  
    ~U6" ?  
    CjZZm^O  
    n*Q`g@`  
    2) 创建透镜 P|e`^Frxt  
    bGv* -;*  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens o=pt_!i/  
    ?c!:81+\  
    z[fB!O  
    g"wxC@IR  
    3) 输入透镜参数 i+f7  
    A\K,_&x1Z  
    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; [oV{83f  
    Q1Ux!$_  
    R A:jzht  
    mjb { ~  
    8j%'9vPi  
    将第二面的圆锥系数改为-1 gv#4#]  
    ;7Y[c}V1^  
    4) 创建LED光源 6vto++  
    rH&G<o&,  
    V!4a*,Pz  
    光源类型为Random plane ; Jf7frzw  
    光线数为10000; +$47v$p  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; o0ZIsrr  
    形状选为椭圆; -ynBi;nH  
    %}q .cV  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. %KtU1A(["  
    半径选择60度 3HZ~.  
    类型选择 Lambertian xjo;kx\y^  
    形状选择 Elliptical B^fT>1P  
    O:Va&Cyj*  
    波长选择默认默认波长 q-nER<  
    Power默认为1 watts o#>a 5  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm A>=E{  
    nnwJ YEi  
    2j&v;dmh<  
    LED光源设定办法 !K cWH9  
    y ,E.SB  
    _qn?2u3mnR  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) =E(#YCx  
    OfTfNhpK  
    0,_b)  
    波长设定,颜色选为绿色 h[kU<mU"T  
    mdW~~-@H  
    O0T/#<Cn!  
    功率设定(在Power units选择Watts) ? }yfKU`  
    |a-fE]{7  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 5G[x}4U  
    |mhKIis U  
    nv0#~UgE#a  
    创建平面探测器(plane) " .4,."  
    Apj;  
    +bA%  
    thc <xxRP  
    6) 创建分析面 -fy9<  
    <YB9Ac~}z  
    ?Q0I'RC  
    k()$:-V  
    光线滤光器设置 xb:&(6\F  
    rf.`h{!!  
    7) 执行光线追迹 +1rkq\{l  
    OGOND,/R?/  
    8`=v.   
    \?**2{9&)  
    -]srp;=i  
    DF_X  
    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。 q_V0+qH  
    O hVs#^  
    =>iA gp'#  
    8) 优化设定 H,QTYXi "  
    _%/}>L>-`8  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 6gH{ R$7L=  
    j8Cho5C  
    W3H+.E  
    +s++7<C  
    1yQejw  
    定义变量
    1oiRWRe  
    M|,mr~rRG  
    <\ `$Jx#  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) k(t}^50^j  
    mN |r)4{`  
    piy`zc- yu  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) g[H',)A)  
    3]RyTQ  
    9) 优化 #bX9Tu0  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 -fS.9+k0/  
    \C,p WW  
    !-<p,z  
    ^r6!l.  
    En{`@JsM  
    优化结束后会弹出如下报告 TaE~s  
    _>+8og/%@  
    "]K>j'^Zs<  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 |`Or'%|PR  
    U*3J+Y  
    10) 光线追迹与结果分析 a 2 IgC25  
    .*g0w`H5pU  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    2i;7{7  
    PHOP%hI $  
    zk-.u}RBFG  
    %D$]VSP;  
    优化后透镜的面型如下: GZI`jS"lU  
    透镜渲染效果
    ,#MCn  
    3?2 FP|G8  
     
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