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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 `c<;DhNO  
    4"gM<z  
    本文您将会学到如下内容:  =-IbS}3  
    透镜基本参数输入; gw, UQbnu  
    优化变量与评价函数设定; s2Mb[#:a"  
     优化; :<}=e@/~|  
     照度分析; *:ZDd  
    I 'V4D[H5  
    2. 操作流程 bbrXgQ`s+w  
    -$\+' \  
    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。 NR`C(^}  
     o4|M0  
    W[Ls|<Q  
    &YF^j2  
    2) 创建透镜 Ney/[3 A  
    j'A_'g'^  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens vQ;Ex  
    S:h{2{  
    :]\([Q+a  
    9I&xfvD,  
    3) 输入透镜参数 ;M)QwF1  
    9I}-[|`u  
    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; ,P;Pm68V  
    ;lHr =e7  
     #"@|f  
    x[a<mk  
    P-?0zF/T$  
    将第二面的圆锥系数改为-1 o,_? ^'@  
    OX\A|$GS  
    4) 创建LED光源 '<"s \,  
    f&Gt|  
    KrQ1GepJ  
    光源类型为Random plane ; A~)D[CV  
    光线数为10000; bbE!qk;hEP  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; !2ZF(@C /  
    形状选为椭圆; { \81i8b]  
    Gefne[  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. k$blEa4  
    半径选择60度 gEy?s8_,  
    类型选择 Lambertian .+$ Q<L  
    形状选择 Elliptical 8WXQ Oo8  
    Sc;BCl{=|  
    波长选择默认默认波长 .(K)?r-g5  
    Power默认为1 watts t'n pG}`tE  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm nLXlU*ES  
    LRL,m_gt  
    hgPa6Kd  
    LED光源设定办法 !LNayk's>  
    HiZ*+T.B  
    ItNz}4o|d  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) QIG$z?  
    T&6l$1J  
    os=e|vkB*  
    波长设定,颜色选为绿色 l9{hq/V  
    CsGx@\jN  
    Hj^1or3R]  
    功率设定(在Power units选择Watts) H\ F :95  
    >qnko9V  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane rNXQf'*I  
    +^60T$  
    LSL/ZvSP  
    创建平面探测器(plane) ?9 <:QE;I>  
    +$ 'Zf0U  
    hOjk3 k  
    y0L_"e/  
    6) 创建分析面 (7wc*#}  
    M?1Y,5  
    L/$H"YOv  
    mE+*)gb:Rd  
    光线滤光器设置 em%4Ap  
    fK>L!=Q  
    7) 执行光线追迹 W=N+VqK  
    fDv2JdiU  
     -*1d!  
    UXJ eAE-  
    }bb;~  
    ` Fa~  
    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。 $*^7iT4q_t  
    *& BQTZ6  
    n@<YI  
    8) 优化设定 XWBA^|-N  
    bQg c8/  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 f z'@_4hg  
    ZF!h<h&,  
    cN/6SGHK  
    KI"#f$2&  
    `KZm0d{H  
    定义变量
    l{*@v=b(  
    g|o,uD  
    Ouk ^O}W6  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) zVViLUwG  
    lU8l}Ndz"  
    4>wP7`/+y  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) IPS4C[v  
    8SMxw~9$  
    9) 优化 T^zXt?  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 X]ipI$'+C  
    /:cd\A}  
    A#e%^{q$  
    wW Lj?;bx  
    #|uCgdi  
    优化结束后会弹出如下报告 \[;0 KV_  
    /ixp&Z|7  
    ^ gdaa>L  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 jk;j2YNPw  
    =>m<GvQz  
    10) 光线追迹与结果分析 iDpSj!x/_  
    z<MsKD0Q  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    p?02C# p  
    /4yo`  
    (Lbbc+1m  
    ]_)yIi"  
    优化后透镜的面型如下: j`EXlc~  
    透镜渲染效果
    GV1pn) 4  
    lt/1f{v[:  
     
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