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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 Na>w~  
    QXu[<V  
    本文您将会学到如下内容:  "F=ta  
    透镜基本参数输入; Z'UhJuD5  
    优化变量与评价函数设定; {TXfi'\  
     优化; vRh)o1u)  
     照度分析; +'/C(5y)0X  
    3a?|}zr4  
    2. 操作流程 ]f~!Qk!I7r  
    p`2Q6  
    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。 L1#_  
    1'!D   
    d@%PTSX  
    cT5BBR   
    2) 创建透镜 NTo[di\_  
    /_X`i[  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens bcgXpP  
    LAFxeo  
    Q@1SqK#-DQ  
    Jcy+(7lE)  
    3) 输入透镜参数 O\SH;y,N  
    ix hF,F  
    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; Y P,>vzW  
    hSz_e  
    T>pyYF1Q  
    2bOl`{x  
    a!EW[|[Q  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ~.>8ww  
    #KNl<V+c}1  
    4) 创建LED光源 p, T4BO  
    D\Y,2!I  
    + 9I|F m  
    光源类型为Random plane ; .D;6 r4S  
    光线数为10000; c^rWS&)P  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; :p%#U$S4  
    形状选为椭圆; UxxX8N  
    ==UYjbuU  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. SOZs!9oi  
    半径选择60度  =W&m{F96  
    类型选择 Lambertian 7GTDe'T  
    形状选择 Elliptical ol K+|nR  
    _K&Hiz/'  
    波长选择默认默认波长 {V pk o  
    Power默认为1 watts c39j|/!;Y  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm %LM6=nt  
    $Dd-2p   
    4JyA+OD4{  
    LED光源设定办法 E0x\h<6W~  
    + MD84YR  
    sH>`eqY  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) bT6VxbNS  
    /OYa1,  
    61b*uoq0w?  
    波长设定,颜色选为绿色 NMQG[py!f  
    `x=$n5= 8  
    r{B28'f[  
    功率设定(在Power units选择Watts) WNZYs  
    N:CQ$7T{ j  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Bd7B\zM  
    [Y~~C J  
    (@qPyM6~}  
    创建平面探测器(plane) m"-kkH{I  
    {bADMj1  
    o='A1P  
    ^_i)XdPU  
    6) 创建分析面 Aix6O=K6  
    //;(KmU9  
    $2,tT;50g  
    +q;{ %3C  
    光线滤光器设置 }6BXa  
    1r};cY6  
    7) 执行光线追迹 / Y od  
    {%CW!Rc  
    U[|5:qWs  
    <R+?>kz6  
    wJ pb$;  
    6^t#sEff]  
    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。 IC5QH<.$C  
    nu7 R  
    [^?i<z{0C  
    8) 优化设定 4H (8BNgzV  
    jpO0dtn3=  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 j}tM0Ug.U  
    IG# wY  
    hRRxOr#*$  
    cc*?4C/t  
    8'L:D  
    定义变量
    K#N9N@WjR  
    bhGRD{=  
    AT+ l%%   
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) deArH5&!  
    Z5n-3h!+ED  
    4r `I)  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) }<X*:%#b  
    [5p3:D  
    9) 优化 ;"u,G!  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 l?2  
    fkp(M  
    xGQP*nZ  
    #O !2  
    Pj]^ p{>  
    优化结束后会弹出如下报告 ~] V62^0  
    -3mIdZ  
    Q-V8=.  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 G![d_F" e  
    Wz=& 0>Mm_  
    10) 光线追迹与结果分析 Pg8boN]}  
    3o[(pfcU  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    _hyqHvP  
    z[1uub,)1  
    $*G3'G2'iS  
    >;1w-n  
    优化后透镜的面型如下: y>x"/jzF#  
    透镜渲染效果
    =WUL%MfW  
    u9|Eos i  
     
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