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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 F)^:WWVc#  
    xix: = a  
    本文您将会学到如下内容: (_$'e%G0  
    透镜基本参数输入; j1U,X  
    优化变量与评价函数设定; *mTx0sQz(J  
     优化; si.w1  
     照度分析; t/L:Y=7w  
    s6| S#  
    2. 操作流程 ^YwTO/Q|  
    tp3]?@0  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 "~^ #{q  
    z~y=(T  
    1Xj>kE:  
    /R% Xkb  
    2) 创建透镜 U jrML  
    sGs_w:Hn  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ;R8pVj!1f  
    '#p2v'A  
    ,2?Sua/LD  
    jizp\%W+  
    3) 输入透镜参数 0281"aO  
    9et%Hn.K'  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; x\MzMQ#Bf  
    }:2GD0Ru  
    ,/ bv3pE  
    l'0fRQc  
    sp'f>F2]  
    将第二面的圆锥系数改为-1 236,o {9e  
    -U#e  
    4) 创建LED光源 `;vJ\$-<  
    ^a+H`RD  
    Iurb?  
    光源类型为Random plane ; P>s 3Rh3:  
    光线数为10000; c.;}e:)s  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; G34fxhh  
    形状选为椭圆; _bm8m4Lk  
    Bc^ MZ~+ip  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. @0{vA\  
    半径选择60度 8Z:T.Gc  
    类型选择 Lambertian Sdn4y(&TP  
    形状选择 Elliptical ltH?Ew<]  
    "g=g' W#  
    波长选择默认默认波长 "ke>O'   
    Power默认为1 watts 1o*eu&@  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm [@LA<Z_  
    ;#jE??E/:  
    S%t*!  
    LED光源设定办法 ? f\ ~:Gm/  
    6Yu&'[?H$  
    gc KXda(  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) O h{ >xg  
    1U(P0$C  
    $63_* 9  
    波长设定,颜色选为绿色 7)U08"  
    }> pNf  
    ?wpS  
    功率设定(在Power units选择Watts) @P@j9yR  
    gfY1:0  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Ga M:/.  
    ZP}NFh%,u  
    ZS\~GQbG  
    创建平面探测器(plane) 3{*nG'@Mal  
    p|f5w"QcH  
    9J $"Qt5;6  
    9\J.AAk~/  
    6) 创建分析面 ,K>q{H^  
    (+w>hCI  
    M8p6f)l3  
    e#/SFI0m  
    光线滤光器设置 9H6%\#rw  
    +IkL=/';#  
    7) 执行光线追迹 -Y=o  
    ~p* \|YC  
    }S_#*N)i  
    a2!;$B%  
    Y$\c_#/]  
    |h6u%t2AY  
    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。 BdQ/kXZu+  
    % r>v^1Vo  
    )@,zG(t5;  
    8) 优化设定 q0y#Y  
    dtDT^~  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 2k]Jkd,E  
    s-"oT=  
    j : $Ruy  
    Ak'=/`+p  
    #x|IEjoa  
    定义变量
    &s>E~M0+J  
    E# UAC2Q  
    ucwUeRw,  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) 'Xb?vOU  
    GJo`9  
    E$1P H)  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 31)eDs  
    ?Fp2W+M j  
    9) 优化 z1vSt[s  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 Y4j%K~ls Y  
    I/`\>Hk  
    .wvgH i  
    r0L' mf$  
    k,0lA#>  
    优化结束后会弹出如下报告 ,\^RyHg  
    W6Z3UJ-  
    746['sf4c  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 9tBE=L=  
    L[a A4`  
    10) 光线追迹与结果分析 [+.P'6/[$R  
    e.l3xwt>$  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    r t\eze_5A  
    vL ]z3  
    ,he1WjL  
    U%u%_{-  
    优化后透镜的面型如下: S>nf]J`  
    透镜渲染效果
    x$+g/7*  
    ;9"6g=q  
     
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