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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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    离线infotek
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 eC71;"  
    <+%#xi/_  
    本文您将会学到如下内容: ! 4ZszQg  
    透镜基本参数输入; /6$8djw  
    优化变量与评价函数设定; 4z$}e-  
     优化; g/2eY$6Z  
     照度分析; acXB vs  
    Ig*qn# Dd  
    2. 操作流程 pP`KI'aUN  
    lN<,<'&^.  
    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。 S@N:Cj  
    mF|7:zSo  
    ND3(oes+;K  
    S<+/Ep 2  
    2) 创建透镜 tCw.wDq3=  
    0VOj,)K=  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens c,\!<4  
    HalkNR-eEm  
    kN99(  
    jZ;dY~fE  
    3) 输入透镜参数 x-Cy,d:YX  
    /61P`1y(J  
    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; ~MOab e  
    &;D(VdSr9  
    J#pl7q)^w  
    ~PoBvHi  
    v@8 =u4  
    将第二面的圆锥系数改为-1 lQnl6j  
    %S2^i3  
    4) 创建LED光源 `9+>2*k  
    *t,J4c  
    ?4]#gC ks  
    光源类型为Random plane ; oZY2K3J)  
    光线数为10000; -}h+hS50F  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; N0D)d  
    形状选为椭圆; j\ dY  
    k>N >_{\  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. *i}Nb* Z3  
    半径选择60度 c]y"5;V8  
    类型选择 Lambertian YRkp(}*!\  
    形状选择 Elliptical #\Q{?F!4  
    d]v4`nc  
    波长选择默认默认波长 S;582H9D  
    Power默认为1 watts UP@a ?w  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm q66+x)  
    1>doa1  
    f-V8/  
    LED光源设定办法 ?Q~6\xA  
    R"au8f.  
    $9}z^sGIM  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) X>n\@rTo  
    gZ5E%']sT  
    [I`r[u  
    波长设定,颜色选为绿色 ,@_$acm  
    S_z}h  
    ,C#Mf@b  
    功率设定(在Power units选择Watts) Bh9O<|E  
    m"2KAq61  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane _d8k[HAJ|  
    \LFRu  
    {\OIowa  
    创建平面探测器(plane) q<YteuZJ,  
    "%c\i-&t  
    c !$ 8>  
    FBjIft5e  
    6) 创建分析面 +DWmutL  
    He)<S?X-6  
    X7I"WC1ncz  
    xZ51iD $  
    光线滤光器设置 0hKF)b  
    FkdG@7Xf  
    7) 执行光线追迹 >H@ zP8  
    wAr (5nEbx  
    dbkkx1{>Y  
    FuOP+r!H  
    @j%r6N  
    cxTP4\T\E  
    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。 8{5Y%InL  
    n7 RswX  
    :*bmc/c  
    8) 优化设定 apxZ}  
    y.AF90Q>)  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 YfC1.8  
    tylMJ$ 9*.  
    la ~T)U7  
    x1m J&D  
    ubV|s|J  
    定义变量
    tJ>OZ  
    8K! l X  
    d}K"dr:W5  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) DiK@>$v  
    r\y~ :  
    7xP>AU)y  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) IqK??KSC  
    $oO9N^6yF  
    9) 优化 DLYk#d: q?  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ~X^L3=!vf  
    tT}*%A  
    esH>NH_  
    .6%-Il  
    O:fv1  
    优化结束后会弹出如下报告 =`5Xx(  
    :CO>g=`  
     {g?$u  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 fX).A`  
    %eCbH`  
    10) 光线追迹与结果分析 w/r wE  
    <4z |"(  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    OWsK>egD  
    &B uO-  
    3^l@!Qw  
    ql5NSQ>{  
    优化后透镜的面型如下: 'c 0]8Y 4  
    透镜渲染效果
    =[!&&,c=  
    G>{Bij44  
     
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