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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 A),nkw0X  
    J`6X6YZ  
    本文您将会学到如下内容: Zk#^H*jgx  
    透镜基本参数输入; Hx}K w S  
    优化变量与评价函数设定; -Jo8jE~>V  
     优化; jzuOs,:R  
     照度分析; CgLS2  
    V:M$-6jv  
    2. 操作流程 #z|\AmZ\  
    5zebH  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 m oQ><>/  
    "J0,SFu:  
    6E9y[ %+  
    GCxtWFXH  
    2) 创建透镜 IAr  
    jL$&]sQ`O)  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens E"ju<q/Q  
    :n3)vK   
    O[p;IG`  
    G)(\!0pNZ  
    3) 输入透镜参数 ],*^wQ   
    _":yUa0D  
    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; Cdjh/+!f  
    > ,L'A;c}  
    Mr}]P(4h  
    cD-.thHO  
    Luxo,Ve  
    将第二面的圆锥系数改为-1 9N9dQ}[:g  
    \NYtxGV[Z  
    4) 创建LED光源 lYlU8l5>  
    !P7##ho0  
    39;Z+s";  
    光源类型为Random plane ; ?^z!yD\  
    光线数为10000; xO2S|DH{  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; I0 y+,~\  
    形状选为椭圆; q% Eze  
    N0be=IO5#  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. o.tCw\M$g  
    半径选择60度 K\ww,S  
    类型选择 Lambertian ,}M@Am0~  
    形状选择 Elliptical )k F/"'o  
    |>( @n{  
    波长选择默认默认波长 =RR225  
    Power默认为1 watts S~1>q+<Q  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm S7-ka{S  
    KlgPDV9mg  
    :uZfdu  
    LED光源设定办法 7s%DM6li 6  
    I At;?4  
    sIuk  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) Q]_3 #_'  
    lAsDdxB`  
    6KiI3%y?0  
    波长设定,颜色选为绿色 @Taj++ua  
    [@ ]f@Wd  
    . xT8@]  
    功率设定(在Power units选择Watts) ~mc7O  
    W1X\!Y  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane nG;wQvc  
    0N3 cC4!  
    Nw@tlT4  
    创建平面探测器(plane) x^aqnKoJ%\  
    !Gu,X'#Ab  
    V\zf yH\~  
     `"v5bk  
    6) 创建分析面 SCl$+9E  
    v*%#Fp,g8  
    %dTkw+J  
    .gNWDk0$Y  
    光线滤光器设置 )r v5QH`i  
    BM*9d%m^  
    7) 执行光线追迹 !dB {E  
    'iO?M'0gE#  
    .op: 2y9]  
    >9c$2d|>  
    8P r H"pI  
    Ghgx8 ]e  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 Y) Y`9u<?  
    P"0S94o:5J  
    Y|J\,7CM  
    8) 优化设定 p<>%9180!F  
    ua1ov7w$]  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 _[-+%RP  
    .Gv9RKgd~  
    U0'>(FP~2  
    9l2,:EQ*  
    e&f9/rfx  
    定义变量
    3jPua)=p  
    J#B% #X  
    m xtLcG4G  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) Zrp`91&I  
    zyTP|SXk  
    vCT5do"C&  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) R6~x!  
    !%x8!;za  
    9) 优化 -x2/y:q`  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 g\&[;v i  
    Dt)\q^bH)  
    T9]|*~ ,T  
    kf+]bV  
    Pl<r*d)h  
    优化结束后会弹出如下报告 hK"hMyH^  
    ?P[uf  
    j <>|Hi #`  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ^'i(@{{o\  
    w#eD5y~'oo  
    10) 光线追迹与结果分析 Q=J"#EFs  
    Z8nj9X$   
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    2<wuzP|  
    H];|<G  
    !s#25}9zX5  
    tWQ_.,ld  
    优化后透镜的面型如下: 8RWfv}:X  
    透镜渲染效果
    VTySKY+  
    {~>?%]tf  
     
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