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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 PE+{<[n  
     p;vrPS  
    本文您将会学到如下内容: 5S #6{Y =  
    透镜基本参数输入; ">R`S<W  
    优化变量与评价函数设定; l37l| xp~  
     优化; #Xun>0  
     照度分析; `Jl_'P}  
    5R#:ALwX:  
    2. 操作流程 G*^4 CJ  
    V}t8H  
    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。 UeSPwY  
    V5]\|?=  
    zm^ 5WH  
    _jk+$`[9PL  
    2) 创建透镜 + oNr c.  
    bKPjxN?!9  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens tqOx8%  
     W o$UV  
    ?Q}3X-xy  
    ;0E[ ; L!  
    3) 输入透镜参数 6E:5w9_=c  
    VD2o#.7*eu  
    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; <D(|}5qR  
    2H`;?#Uq:  
    fH;lh-   
    9B1bq#  
    KU;m.{  
    将第二面的圆锥系数改为-1 M cbiO)@I  
    \'Ca%j  
    4) 创建LED光源 vXc gl  
    m\J" P'=  
    _." X# }W  
    光源类型为Random plane ; ig:z[k?  
    光线数为10000; ]4&B*]j  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; OMN|ea.O  
    形状选为椭圆; o(Ro/U(Wu  
    {:BY IdX  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. C<iOa)_@Q  
    半径选择60度 AG,;1b,:81  
    类型选择 Lambertian _jrkR n1"  
    形状选择 Elliptical ZY> u4v.  
    '5SO3/{b  
    波长选择默认默认波长 uWerC?da  
    Power默认为1 watts azp XE  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm vTYgWR,h  
    ; WsV.n  
    o|c"W}W  
    LED光源设定办法 3x~AaC.j  
    kpO+  
    7:h_U9Za?$  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) .[X"+i\  
    8]0?mV8iOE  
    82Nw 6om6i  
    波长设定,颜色选为绿色 N!=Q]\ZD  
    jh.e&6  
    h5m6 )0"  
    功率设定(在Power units选择Watts) d0@czNWIC  
    q e;O Ox  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane tM{U6k  
    d`4@aoM  
    7!E7XP6,~>  
    创建平面探测器(plane) Pr^p ^s  
    G@]|/kN1y  
    >dqeGM7Np>  
    aQhr$aH  
    6) 创建分析面 AZjj71UE  
    1'g{tP"d  
    de?lO ;8  
    HA%r:Px  
    光线滤光器设置 lIF*$#`oh*  
    'l3K*lck  
    7) 执行光线追迹 i3\6*$Ug  
    Oe%jV,S|V  
    ) "To h=x]  
    QG=&{-I~[3  
    Ty>g:#bogI  
    M 4TFWOC1  
    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。 * E3 c--  
    hFWK^]~ a  
    )Y+?)=~  
    8) 优化设定 h 66X746  
    cxQ8/0^  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 -a$7b;gF  
    w~(x*R}  
    g?caE)  
    spt='!)4  
    ';bovh@*  
    定义变量
    %?WmWs0  
    wUz)9n 6j  
    m}3POl/*j  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) S4Vv _k-&  
    zx{O/v KG  
    }X`jhsqT  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) a,N?GxK~  
    |.Pl[y  
    9) 优化 VX;tg lu2  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 zl !`*{T{  
    C=/nZGG  
    ;Q =EI%_tv  
    H-,RzL/  
    cAE.I$T(  
    优化结束后会弹出如下报告 ;|LS$O1c  
    \o j#*aL^  
    J12 ZdC'O  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 S qQqG3F  
     }[<eg>9#  
    10) 光线追迹与结果分析 4;ig5'U,  
    P2Ja*!K]  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    QAy9RQ0  
    zoV-@<Eh  
    E@_M|=p&  
    ?DC3BA\)  
    优化后透镜的面型如下: SdfrLdi}Y  
    透镜渲染效果
    h?:lO3)TL=  
    7^~pOFdH  
     
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