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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 rcG-V f@  
    }3y Q*<  
    本文您将会学到如下内容: szD BfGd%j  
    透镜基本参数输入; K yp(dp>  
    优化变量与评价函数设定;  `/eh  
     优化; ?+y# t?  
     照度分析; RUlJP  
    jX 6+~  
    2. 操作流程 &}vc^io  
    cUZ^,)8 Z  
    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。 d15E$?ZLH  
    gj1l9>f>]a  
    T eBJ  
    Wx-rW  
    2) 创建透镜 _D."KU|  
    0 +"P 1/  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ~n!7 ?4%U  
    u"M^qRhD  
    wfc+E9E  
    RaY=~g  
    3) 输入透镜参数 ,Y2){8#l  
    -xc'P,`  
    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; / S)&dN`  
    aFwfF^\(|,  
    %dA7`7j  
    Y%]&h#F  
    [bJAh ` I  
    将第二面的圆锥系数改为-1 6'vt '9  
    qGc>+!y  
    4) 创建LED光源 #ui7YUR=2  
    <=7^D  
    t!}?nw%$  
    光源类型为Random plane ; n{r _Xa  
    光线数为10000; YfOO]{x,X  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; jYJfo<  
    形状选为椭圆; OL)M`eVQ'  
    @X*r5hjc  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. h;sdm/  
    半径选择60度 &li&P5!i  
    类型选择 Lambertian e8<[2J)P&  
    形状选择 Elliptical  <IL$8a  
    R^F\2yth-  
    波长选择默认默认波长 YC0FXNV  
    Power默认为1 watts kVb8$Sp  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm OM 5h>\9  
    "Crm\UI6  
    [XP3  
    LED光源设定办法 ;'J{ylRQ  
    l<# *[TJ  
    7A[`%.!F6  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) $N1UEvC%Q  
    u6(>?r-  
    S  H5G  
    波长设定,颜色选为绿色 y*Wl(w3  
    8y, ]>n  
    =!%+ sem  
    功率设定(在Power units选择Watts) d^.fB+)A3  
    `[5QouPV  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 'F@#.Op`  
    kGSB6  
    lj!f\C}d  
    创建平面探测器(plane) h&6v&%S/L  
    * F T )`  
    [1*3 kt*h  
    i@M^9|Gh  
    6) 创建分析面 ) Pdl[+a  
    W+0VrH 0F  
    p KF>_\   
    uR7\uvibUO  
    光线滤光器设置 *rk!`n&  
    =pP0d vn  
    7) 执行光线追迹 Q0j$u[x6s  
    V5{^R+_)Ya  
    p}'uCT ga  
    g.d%z  
    -a[] #v9  
    IJA WG  
    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。 R2af>R  
    fscAG\>8  
    @*gm\sU4  
    8) 优化设定 a9GLFA8Vq  
    bNG;`VZ%  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 iPxhDn<B  
    bstc|8<  
    ]jz%])SzH  
    lll]FJ1  
    =U5lPsiv,3  
    定义变量
    x_oL~~@  
    /i]!=~\qFs  
    })R8VJ&C/  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) e:Zc-  
    0UmKS\P  
    I9`R L Sn  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) w$cic  
    =;/4j'1}9  
    9) 优化 n#G I& U  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 2>3gC_^go  
    D %`64R  
    b g'B^E3  
    _|S>, D'  
    T7AFL=  
    优化结束后会弹出如下报告 e4V4%Qw  
    bqXCe\#  
    V6,D~7  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 an 3"y6.8  
    e'oM% G[  
    10) 光线追迹与结果分析 ai(<"|(  
    {g2cm'hD  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    XB)e;R  
    0(|BQ'4~H  
    Ds$8$1=L=k  
    |#x;}_>7  
    优化后透镜的面型如下: Rla4XN=mf  
    透镜渲染效果
    HM])m>KeT  
    *Rv eR?kO  
     
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