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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 4?`*# DPl  
    9KL)5_6 M  
    本文您将会学到如下内容: :dlG:=.W  
    透镜基本参数输入; I_`$$-|  
    优化变量与评价函数设定; ;0dl  
     优化; $ 3Sm?  
     照度分析; 9 b&HqkXX  
    aqP"Y9l  
    2. 操作流程 (]"`>, ray  
    ()_^:WQO?  
    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。 'V4B{n7 h  
    *Fd(  
    wem hP8!gc  
    1?y QjW,  
    2) 创建透镜 #!j wn^yq  
    `$] ZT>&  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens w!l*!G  
    aslb^  
    .|LY /q\A  
    p+F>+OQ*  
    3) 输入透镜参数 c*V/2" 5  
    kI~; 'M  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; xf3/J{n3  
    GS,}]c=  
    _lw:lZM?  
    jrO{A3<E  
    KhNE_. Z  
    将第二面的圆锥系数改为-1 )tx!BJiZ[  
    %hA0  
    4) 创建LED光源 j[$+hh3:  
    q:P44`Aq  
    V}/AQe2m&  
    光源类型为Random plane ; U1pwk[  
    光线数为10000; vn.j>;E'  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; K^[Dz\ov5  
    形状选为椭圆; HA;G{[X  
    u/HNXJ7M`9  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. oazy%n(KZ  
    半径选择60度  rUBc5@|  
    类型选择 Lambertian z4s{a(Tsd  
    形状选择 Elliptical RxGZ#!j/  
    5J*h7  
    波长选择默认默认波长 +Y440Tz  
    Power默认为1 watts Dp;6CGYl?  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 3W@ta1  
    4u]>$?X1_  
    I*= =I4qx  
    LED光源设定办法 0?,%B?A8O  
    KiMEd373-  
    2]_fNCNLN  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) ]= 9^wS  
    8'VcaU7Nh  
    iR{*X E   
    波长设定,颜色选为绿色 dJ=z '?|%g  
    w*IDL0#  
    ?`=r@  
    功率设定(在Power units选择Watts) lm(k[]@  
    9Z.W R-}  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 5H/D~hr&  
    )C#b83  
    u\}"l2 r  
    创建平面探测器(plane)  kSU]~x  
    Qg gx:  
    8i?:aN[.1b  
    +IbQVU~/  
    6) 创建分析面 mI3 \n  
    7\Wq:<JL  
    sEEyN3 N  
    yxL(mt8  
    光线滤光器设置 kPF qsq  
    1zJ)x?  
    7) 执行光线追迹 F@kd[>/[  
    94 GF8P  
    </) HcRj'e  
    .L))EB  
    C?7I(b:  
    hd_<J]C  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 vFl06N2  
    61&A`  
    K_CE.8G&{  
    8) 优化设定 #@K %Mx  
    GGkU$qp2~  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 &bT \4  
    ]Qh0+!SdG  
    z3Q#Wmv2  
    K}9c$C4  
    NaYr$`  
    定义变量
    I2<5#|CXpZ  
    ,p[9EW*8  
    Ig"Qw vR  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) +:#UU;W  
    Zp <^|=D  
    y:ad%,. C  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) ;]sbz4?  
    KVZ-T1K  
    9) 优化 fFJu]  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 oS Apa  
    l"1at eM3  
    M Qlx&.>  
    KkD&|&!Q7u  
    a?ux  
    优化结束后会弹出如下报告 !OL[1_-4|K  
    *_CzCl^   
    xty)*$C>  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 :|PgGhW  
    .Arcsg   
    10) 光线追迹与结果分析 N Obw/9JO  
    *^Xtorqo  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    ;{f4E)t 7  
    ERz{, >G?  
    s\3OqJo%)  
    yHjuT+/wM,  
    优化后透镜的面型如下: |.Vs(0O  
    透镜渲染效果
    vvmG46IgZ  
    #f-pkeaeq  
     
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