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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 fNfa.0 s  
    jicH94#(]  
    本文您将会学到如下内容: E'5KJn;_7  
    透镜基本参数输入; `"<hO 'WU  
    优化变量与评价函数设定; }^j8<  
     优化; ^ meU&  
     照度分析; ]qu6/Z  
    >yHtGIHe-  
    2. 操作流程 )jg*u}u 0  
    '>n&3`r5  
    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。 1eEML"  
    GIn%yB'  
    `!(%R k  
    <5P*uZ  
    2) 创建透镜 &K(y%ieIJ  
    dUl"w`3  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens )Q>Ao.  
    B& R?{y*  
    wu`+KUx  
    o?j8"^!7  
    3) 输入透镜参数 11kyrv  
    ('$*QC.M  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; dqo-.,=  
    P1B=fgT  
    ` aF8|tc_  
    `'k2gq&  
    PAtv#)h  
    将第二面的圆锥系数改为-1 `h'=F(v(}  
    cAot+N+9|]  
    4) 创建LED光源 5MD'AP:  
    n;$u%2t2  
    z@pa;_  
    光源类型为Random plane ; =5V7212  
    光线数为10000; 4[MTEBx  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; R[S1<m;  
    形状选为椭圆; H$ g*  
    CR%h$+dzy  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ,d&3IhYhD  
    半径选择60度 )pT5"{  
    类型选择 Lambertian (v|<" tv  
    形状选择 Elliptical +G[zE  
    Sy4|JM-5  
    波长选择默认默认波长 (C"q-0?n  
    Power默认为1 watts #62ThH~  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm MSeg7/MF  
    +PI}$c-|`  
    V45adDiZ  
    LED光源设定办法 EzjK{v">  
    Dq$1 j%4Y  
    ?A_+G 5  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) vNuws_  
    js"5{w&  
    e*PUs  
    波长设定,颜色选为绿色 W*CRxGyZCl  
    zwJ&K;"y(  
    &FT`z"^  
    功率设定(在Power units选择Watts) cfa1"u""e  
    G/ ~gF7  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane S.1>bs2  
    9+s&|XS*  
    &z:bZH]DH  
    创建平面探测器(plane) x9a\~XL>a  
    q*` m%3{  
    <OKc?[  
    rxyeix  
    6) 创建分析面 g<M!]0OK  
    cSV&p|  
    (l-= /6-  
    TNA7(<"fV|  
    光线滤光器设置 a|oh Ad  
    HF_8661g  
    7) 执行光线追迹 kh2TDxa&  
    ) 5$?e  
    oQu>Qr{Zp  
    ,*d8T7T  
    L3xN#W;m7  
    YW/V}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。 -)')PV_+  
    /_{ZWLi(  
    t[>UAr1Vt  
    8) 优化设定 DwGM+)!  
    87+fd_G  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ckY#oRQ1  
    B>!mD{N  
    a EIz,^3  
    $`/UG0rdC  
    ZCc23UwI  
    定义变量
    tUc<ExvP,  
    *PL&CDu=)  
    >A-{/"p#  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) ]j6pd*H  
    iCg%$h  
    v^t7)nx^  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) ]k7%p>c=B  
    {2P18&=  
    9) 优化 j8[U}~*^  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 WH1 " HO  
    6LGl]jHf  
    M57<e`m  
    fK+E5~vQ  
    Komdz/g  
    优化结束后会弹出如下报告 ``VE<:2+  
    , ftJw  
    iz`>'wpC  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 Jk&!(YK&  
    ny1O- `!1  
    10) 光线追迹与结果分析 ZlMT) ~fM&  
    {x,)OgK!{  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    W7 Iy_>  
    xp95KxHHo  
    .qZz 'Eq[  
    FP=- jf/  
    优化后透镜的面型如下: xlwf @XW  
    透镜渲染效果
    r/ g{j  
    u$[8Zmgzz  
     
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