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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 `96MXP  
    &$heW,  
    本文您将会学到如下内容: }5AA}=  
    透镜基本参数输入; to;^'#B  
    优化变量与评价函数设定; eD|"?@cE  
     优化; M5:j)o W  
     照度分析; .I0M'L~!/L  
    hmB`+?,z*  
    2. 操作流程 qr(t_qR&  
    v7/k0D .  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 uO>pl37@  
    7+;.Q  
    E/<n"'0ek  
    udS&$/&GH  
    2) 创建透镜 'p[*2J"K4  
    L d{`k  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens CfT(a!;Eox  
    - "EPU]q  
    ftz-l&5  
    DzIV5FG  
    3) 输入透镜参数 07]9VJa  
    .X5A7 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; m@']%X*(,  
    26p_fKY  
    DVt^O [  
    p|em_!H"SH  
    {e1sq^>|  
    将第二面的圆锥系数改为-1 7m%[$X`  
    MEu{'[C  
    4) 创建LED光源 :`>tCYy;  
    FNs$k=* 8  
    Y$#6%`*#>n  
    光源类型为Random plane ; Tb!FO"o  
    光线数为10000; *zMt/d*<&  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; $rJgBN   
    形状选为椭圆; %f?Zg44  
    ^Rtxef  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ;U3K@_  
    半径选择60度 VUOe7c=  
    类型选择 Lambertian P$]K  
    形状选择 Elliptical 9Wg;M#c2Y|  
    $1FnjL5u  
    波长选择默认默认波长 [dXa,  
    Power默认为1 watts bM2x (E\O  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm v4K! BW  
    do9~#F  
    NZO86y/  
    LED光源设定办法 RY3=UeoF  
    A]1dR\p  
    S..8,5mBH  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) Uw| -d[!  
    h(^c5#.  
    -zWNQp$  
    波长设定,颜色选为绿色 7H|0.  
    o2;Eti  
    ^y%8_r&  
    功率设定(在Power units选择Watts) {?q`9[Z  
    TRJTJM_k  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane [e_<UF@A*  
    &M tF  
    @ 'c(q=K;  
    创建平面探测器(plane) C+>mehDC_G  
    Z78i7k}  
    CpK:u! Dn  
    fqBz"l>5A  
    6) 创建分析面 cm!|A?-<  
    p&#ju*i6z  
    0:-z+`RHE  
    Ov4=!o=  
    光线滤光器设置 Udf\;G@  
    !Pt4\  
    7) 执行光线追迹 L,!\PV|  
    zo("v*d*q  
    kd_! S[  
    Hzc}NyJ  
    wp'[AR}  
    ! &cfX/y8  
    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。 Y+kuj],h  
    f,|;eF-Z  
    1]Cb i7  
    8) 优化设定 .Wr7*J[V.  
    9P,[MZ  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 6`%|-o :  
    D=Nt 0y  
    s&+`>  
    dcTZL$  
    /|#2ehE  
    定义变量
    E2z=U  
    y|i(~  
    m-a':  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) j?T>S]xOX  
     Hyenn  
    ueg%D +u  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 8G2QI4  
    YMy**  
    9) 优化 ^UhqV"[7k  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ^CM@VmPp  
    B*E"yB\NV  
    8r:T&)v  
    H|,d`@U  
    U3-MvI,Q  
    优化结束后会弹出如下报告 ?R4u>AHS@  
    YXmy-o >  
    $ %|b6Gr/&  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 $P)-o?eer  
    Yt{Z+.;9OI  
    10) 光线追迹与结果分析 {X<_Y<  
    XbeT x  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    "pcr-?L  
    ;j[gE  
    |}:q@]dC#  
    '/rU<.1  
    优化后透镜的面型如下: j|qdf3^f  
    透镜渲染效果
    ]/3!t=La  
    f_;tFP B  
     
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