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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 / =<u l-K  
    s:.XF|e{  
    本文您将会学到如下内容: _Pm}]Y:_  
    透镜基本参数输入; L*Cf&c`8r  
    优化变量与评价函数设定; {Z;GNMO:  
     优化; h2*&>Mc  
     照度分析; )4C6+63OD&  
    y6yseR!  
    2. 操作流程 ml/O  
    M)RQIl5  
    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。 jv^ L~<u  
    !~kzxY  
    a-hGpYJJG  
    I8:&Btf  
    2) 创建透镜 CplRnKra  
    |ZzBCL8q  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens d+)L\ `4  
    CT`X~y10  
    bS"M*  
    p-Btbhv  
    3) 输入透镜参数 xz'd5 re%  
    BS.6d}G4  
    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; (HxF\#r?  
    q,Q|Uvpk  
    v%Xe)D   
    I'YotV7  
    Z}f_\d'  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ~(S4/d5  
    pP& M]'  
    4) 创建LED光源 3S?+G)qKo  
    u'."E7o#  
    c^k. <EA  
    光源类型为Random plane ; <rF  
    光线数为10000; .9 QQ]fLs  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 9mm(?O~'p  
    形状选为椭圆; JR)rp3o-  
    -/?<@*n  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ,oil}N(  
    半径选择60度 z w9r0bG  
    类型选择 Lambertian R MXj)~4.  
    形状选择 Elliptical kMXl {  
    zBfBYhS-  
    波长选择默认默认波长 b<7f:drVC  
    Power默认为1 watts @9a=D<'>  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm P!EX;+7+x  
    r0>T7yPAK  
    !HYqM(|{.  
    LED光源设定办法 '~ 0&m]N  
    t"fD"Xpj  
    O/nS,Ux  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) ^e ii 4  
    P $S P4F  
    Q!v[b{]8  
    波长设定,颜色选为绿色 f6)H!SI  
    nc)`ISI  
    TH &B9  
    功率设定(在Power units选择Watts) d\M !o*U  
    t,_[nu(~8%  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 79_MP  
    sP%.o7&n  
    3}+ \&[  
    创建平面探测器(plane) ,d#4Ib  
    I5]zOKlVR  
    )3  
    '>BHwc  
    6) 创建分析面 ?a@l.ZM*  
    ";]m]PRAam  
    \BW(c)Q  
    D5x^O2  
    光线滤光器设置 6s;x@g]  
    HFOp4  
    7) 执行光线追迹 V5+a[`]  
    "/5b3^a  
    xmDwoLU  
    ~m7+^c@,  
    `Ec+i  
    -5K/ cK  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 ~WSC6Bh@9  
    Qw:j2g2H7  
    \N30SG ?o  
    8) 优化设定 4~4Hst#^  
    *O~D lf  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 _17"T0  
    .@'Vz;&mQ  
    9EEHLx"  
    ]CjODa  
    SW7%SX,xM  
    定义变量
    DVd/OU  
    Dts:$PlCk  
    W2RS G~|  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) P\JpE  
    PLD!BD  
    CJ_B.  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) sdLFBiR  
     (c"!0v  
    9) 优化 y4') !e  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 @OpcS>:R  
    dU,/!|.K  
    l< Y x  
    n2E2V<#   
    \xt!b^d0  
    优化结束后会弹出如下报告 {q^KlSjm  
    (\j<`"n  
    @azS)4L  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 Rd2[xk  
    08Q:1 '  
    10) 光线追迹与结果分析 a <3oyY'  
    J [1GP_  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    B?jF1F!9  
    QO8/?^d  
    +=R:n^r^,  
    hRP0Djc  
    优化后透镜的面型如下: O1 z>A  
    透镜渲染效果
    ]n+:lsiV  
    *)`:Nm~y  
     
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