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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 #VD[\#  
    C7,Ol0`v  
    本文您将会学到如下内容: y\Zx {A[  
    透镜基本参数输入; {ImZ><xe/  
    优化变量与评价函数设定; aA=qel  
     优化; Ao 1*a%-.  
     照度分析; 7+@:wX\  
    RBiDU}j  
    2. 操作流程 3%'$AM}+s  
    }F**!%4d  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 s4t>/.;x  
    Vhv<w O Ct  
    &rk /ya[  
    YG<?|AS/  
    2) 创建透镜 I%;xMt Y1o  
    b=.Ikt+y  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens umK~K!i  
    7>v1w:cC]  
    ^#p S u  
    ]Z2;sA  
    3) 输入透镜参数 h9RG?r1  
    jbGP`b1_  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; V6Z2!Ht  
    ma vc$!y  
    } 5FdX3YR  
    O$LvHv!  
    U C3?XoT\  
    将第二面的圆锥系数改为-1 yiiYq(\{  
    p'uk V(B  
    4) 创建LED光源 Fz~-m#Ts  
    C]p3,G,oN  
    +hqsIx  
    光源类型为Random plane ; rx CSs  
    光线数为10000; }LN +V~  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; St^s"A  
    形状选为椭圆; a3sXl+$D@  
    d7qHUx'=z  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Y }aa6  
    半径选择60度 <9B\('  
    类型选择 Lambertian `)/G5 fB  
    形状选择 Elliptical ?`3` azfM  
    f^Lw3|rq4  
    波长选择默认默认波长 a$l  
    Power默认为1 watts Rku9? zf^  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm &ScADmZP^d  
    ng;,;o.  
    E?m(&O j  
    LED光源设定办法 ;|5m;x/a  
    HE,# pj(D  
    ,nD:W  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) rp (nGiI  
    |x3.r t  
    MD%_Z/NL  
    波长设定,颜色选为绿色 p'fU}B1  
    1D sgU6"  
    G>qzAgA  
    功率设定(在Power units选择Watts) _pnJ/YE  
    q["CT&0  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane }Zu>?U  
    =X'i^Q  
    zB kS1qMn  
    创建平面探测器(plane) ?kqo~twJ  
    ,b%T[s7  
    I9-vV>:z  
    5zWxI]4d\  
    6) 创建分析面 u[$ \ az7  
    &'uFy0d,  
    @kw#\%Uz  
    XbsEO>_Z'A  
    光线滤光器设置 vr+O)/P})  
    wuSp+?{5k  
    7) 执行光线追迹 *4"s,1?@BG  
    B{^o}:e  
    Sp3?I2 o  
    rV>/:FG  
    po~V{>fUm  
    0!!b(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。 vtM!?#  
    ~3< Li}W  
    { K'QE0'x  
    8) 优化设定 [XK Ke  
    :biM}L  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 n>T1KC%  
    c%9wI*l  
    k\W%^Z  
    J*?BwmD'8  
    Bt[OGa(q  
    定义变量
    m{4e+&S|  
    &rj3UF@hb  
    u4*7 n-(  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) ">PpC]Y1  
    Nn5z   
    JDrh-6Zgj  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) P{v>o,a.  
    Xo]QV.n  
    9) 优化 28J ; 9  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 <8nl}^d5  
    STmn%&  
    iTJSW  
    Ta^l1]9.*  
    E#?*6/  
    优化结束后会弹出如下报告 teh$W<C  
    m2{3j[  
    hyqsMkW|  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 U9GmkXRix  
    o%_MTCANy  
    10) 光线追迹与结果分析 M il ![A1  
    <Hw)},_*  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    lIPy)25~  
    +^1E0@b%  
    rV.04m,  
    VU6nu4   
    优化后透镜的面型如下: 6) {jHnk)  
    透镜渲染效果
    cz<8Kb/XV  
    c^0Yu Bps[  
     
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