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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 :ho)3kB  
    D%v4B`4ua'  
    本文您将会学到如下内容: &H!3]  
    透镜基本参数输入; -;_`>OU{  
    优化变量与评价函数设定; G#/}_P  
     优化; 3X$)cZQ  
     照度分析; @SA*7[?P  
    4C^;lK  
    2. 操作流程 u-Pa:wm0-  
    orn9;|8q  
    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。 b:.aZ7+4  
    A87JPX#R?  
    n(.y_NEgV!  
    I0 a,mO;m  
    2) 创建透镜 bs!N~,6h  
    W B)<B  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens M:|Z3p K  
    "bAkS}(hB(  
    ;cl\$TDL  
    E4RvVfA0F  
    3) 输入透镜参数 LRBcW;.Su  
    Z]l<,m  
    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; 2't<Hl1qN  
    tS,nO:+x  
    brJ _q0@  
    h5WS<P  
    t3K7W2bz  
    将第二面的圆锥系数改为-1 }l&Uh &B`  
    AOQimjW9a  
    4) 创建LED光源  lk{  
     6\ /x  
    Ei2Y)_   
    光源类型为Random plane ; Z^,C><Yt  
    光线数为10000; 2b xkZS]  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; `;b@a<Wl  
    形状选为椭圆; egboLqn  
    zu&5[XL  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 2#l<L>#  
    半径选择60度 n'=-bj`  
    类型选择 Lambertian 1"3|6&=  
    形状选择 Elliptical Zws[}G"7h  
    VTySKY+  
    波长选择默认默认波长 S?nk9 T+  
    Power默认为1 watts K^`3Bg  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 1VK?Svnd  
    ZB GLwe  
    Pcut#8?  
    LED光源设定办法 {]<l|qK  
    IRNL(9H  
    XVAy uuTg\  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 3}=r.\]U  
    {8UYu2t  
    G$pTTT6#  
    波长设定,颜色选为绿色 S!<YVQq  
    #pP4\n-~hU  
    GqumH/;  
    功率设定(在Power units选择Watts) 9Y!N\-x`  
    R/r)l<X@  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 90> (`pI=  
    F>Rz}-Fy  
    >f#P(  
    创建平面探测器(plane) jZeY^T)f"  
    }]_/:KUt  
    Wr Ht  
    zvV<0 Z  
    6) 创建分析面 fyPpzA0  
    HQ~`ha.  
    :8aa#bA  
    gRv5l3k  
    光线滤光器设置 e5KsKzu a  
    5ckL=q"+/  
    7) 执行光线追迹 {'VP_ZS1v  
    bVmHUcR0  
    @5N^^B  
    D7|[:``  
    +aaj3m  
    yQE|FbiA  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 j78WPG  
    8uq^Q4SU  
    AE`X4q  
    8) 优化设定 `s5<PCq  
    d4KT wn5g  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 D/)wg$MI  
    P' .MwS  
    uKc x$  
    W_l/Jpv!W  
    G n"]<8yl~  
    定义变量
    twElLOE  
    bA}9He1  
    )3 #gpM  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) H'k$<S  
    sC >_ulkoa  
    ?q a  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) D\|$ ! i}  
    nMXk1`|/)x  
    9) 优化 pgbm2mT9  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 +v.uP [H  
    |/<,71Ae  
    gY\X?  
    {$D[l hj  
    j8n_:;i*  
    优化结束后会弹出如下报告 0WT]fY?IS  
    j6v|D>I  
    8* 7t1$  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 R<. <wQ4I  
    J1OZG6|e  
    10) 光线追迹与结果分析 m,}0p  
    ]v^/c~"${  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    m>yb}+  
    <T]%Gg8  
    2gM=vaiH=  
    MzjV>.  
    优化后透镜的面型如下: ^X-3YhJ4U  
    透镜渲染效果
    1o"/5T:S[  
    ql"&E{u?  
     
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