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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 \IfgL$+  
    j[`?`RyU  
    本文您将会学到如下内容: [alXD_  
    透镜基本参数输入; +3>4 ?,^g  
    优化变量与评价函数设定; _64@zdL+  
     优化; j2Y(Q/i  
     照度分析; $\!;*SSj  
    q_&IZ,{Vk  
    2. 操作流程 { bn#:75r  
    w0Y%}7  
    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。 ;/T-rVND  
    :a@z53X@M  
    " G6j UTt  
    %Ab_PAw  
    2) 创建透镜 p ri{vveN@  
    }z+"3A|  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens pd3&AsU  
    ~(/HgFLLu  
    ,P@-DDJ  
    n;`L5  
    3) 输入透镜参数 zpqNmxmF  
    kG$8E  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; F5MPy[  
    ]Hy PJ  
    %:?QE ;  
    \q'fB?bS^  
    /$,=>  
    将第二面的圆锥系数改为-1 :[f`HY&  
    f;H#TSJ  
    4) 创建LED光源 i%4k5[f.:  
    H<}eoU.  
    =>\-ma+  
    光源类型为Random plane ; B!ibE<7,  
    光线数为10000; >wO$Vu `t  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; h)^A3;2F  
    形状选为椭圆; gCr|e}w-  
    =L),V~b  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. S!W/K!wf  
    半径选择60度 {b0&qV   
    类型选择 Lambertian 7O{O')o!  
    形状选择 Elliptical zf>^2t*\  
    */y]!<\v!k  
    波长选择默认默认波长 M.N~fSJ   
    Power默认为1 watts 0uO=wOIhH  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 2 U`W[  
    2 RUR=%C  
    yUmsE-W  
    LED光源设定办法 M6iO8vY  
    S/<"RfVU#o  
    Z WRRh^  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) D#Yx,`Ui  
    EQ63VF  
    35 5Sd;*  
    波长设定,颜色选为绿色 ;GFB@I@  
    A a} o*  
    f H|QAMfOu  
    功率设定(在Power units选择Watts) &_/%2qs  
    2, "q_d'V  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane J7wQ=! g  
    @ PoFxv  
    0$L0fhw.  
    创建平面探测器(plane) F:o #  
    tWSvxGCzn%  
    j-`X_8W  
    =ch Af=  
    6) 创建分析面 v;]I^Kq  
    }i7U}T  
    &M3ES}6  
    +}1hU :qW  
    光线滤光器设置 VMZ]n%XRXW  
    G9n /S=R?  
    7) 执行光线追迹 Wd` QpW  
    SU%rWH  
    d9-mWz(V+  
    s w.AfRQP  
    n^pZXb;Y  
    Uy59zB2|=  
    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。 Ur([L&  
    nJ*mEB  
    _m7U-;G  
    8) 优化设定 ?)mhJ/IT  
    -<51CDw,  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 S}w.#tyEn  
    !<=%;+  
    VqClM  
    rI<nUy P?  
    /}nrF4S  
    定义变量
    \7t5U7v8U  
    E +Ujpd  
    ?H[5O+P[  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) xv$)u<Ve  
    k~1j/VHv  
    lbB.*oQ  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) ;;YcuzQI3  
    lP@)   
    9) 优化 fys5-1@-p  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 P^8^1-b  
    Z\|u9DO  
    29Z!p2{hk  
    b$v[@"1  
    fwi};)K  
    优化结束后会弹出如下报告 A-a17}fta  
    ~IlF*Zz#}6  
    Hz]4AS  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 Dh&:-  
    KbwTj*k[  
    10) 光线追迹与结果分析 $bZu^d,  
    qukjS#>+  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    }iua] 4 |  
    )@Zc?Da  
    Jt2,LL:G  
    +z:CZ(fb  
    优化后透镜的面型如下: QN_)3lm  
    透镜渲染效果
    c$Xe.:QY  
    ]~ !X iCqu  
     
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