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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 Ky`qskvu  
    K,tQ!kk  
    本文您将会学到如下内容: a)!o @  
    透镜基本参数输入; ./XYd"p  
    优化变量与评价函数设定; j\ZXG=j  
     优化; f'F?MINJP  
     照度分析; +Z,;,5'5G  
    x o;QCOH  
    2. 操作流程 1wii8B6  
    9v#CE!  
    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。 Mg+2. 8%  
    YByLoM*  
    .w:DFk^E]b  
    6u?>M9  
    2) 创建透镜 ),_@WW;k  
    S0$8@"~=  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens GWGSd\z  
    |o7[|3:M  
    [=C6U_vU  
    eB2a-,  
    3) 输入透镜参数 O/^ %2mG  
    //B&k`u  
    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; pG_;$8Hc  
    ]iVcog"T  
    aI'&O^w+  
    ^ "E^zHM(  
    {.`vs;U  
    将第二面的圆锥系数改为-1 Od,=mO*.Q  
    vo?9(+:|e  
    4) 创建LED光源 cUk7i`M;6  
    @b\$yB@z  
    MyOd,vU  
    光源类型为Random plane ; ~ZaY!(R<  
    光线数为10000; >[f?vrz  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 4>YR{  
    形状选为椭圆; F k7?xc  
    H;is/  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. '(6z. toQ  
    半径选择60度 XE RUo  
    类型选择 Lambertian I]|Pq  
    形状选择 Elliptical \Dm";Ay>  
    Brw@g8w-X  
    波长选择默认默认波长 AhN4mc@  
    Power默认为1 watts ME$[=?7XX  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm a9e>iU  
    +D6YR$_<  
    2F[ q).  
    LED光源设定办法 rCEyQ)R_}  
    2F;y;l%  
    q~Hn -5H4Q  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) .D~;u-%|F  
    O ;Rqv  
    E*& vy  
    波长设定,颜色选为绿色 ;7*[Bcj.  
    t3WiomNCc  
     ,i NXK  
    功率设定(在Power units选择Watts) U)TUOwF  
    XTs8s12  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane bG"~"ipn%  
    >IafUy  
    j a[Et/r  
    创建平面探测器(plane) b#c:u2  
    AOZP*\k  
    PN%zIkbo  
    OG~gFZr)6  
    6) 创建分析面 NSMyliM1Y  
    YRk(u7:0  
    gk4;>}  
    f^ZRT@`O  
    光线滤光器设置 wSL}`CgU  
    C.:<-xo  
    7) 执行光线追迹 2ACCh4(/P  
    ;<Sd~M4f  
    !.$I["/=  
    z|uDy2  
    ;1W6G=m  
     'c&Ed  
    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。 lgAoJ[  
    %QH$ipM  
    .<?GS{6 N  
    8) 优化设定 e4$H&'b|  
    sjTZF-  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Rh2+=N<X  
    G5_=H,Vmd  
    @s>Czm5  
    Xq4O@V  
    ldcqe$7,  
    定义变量
    G>_*djUf  
    urc| D0n  
    ITQA0PI SL  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) eIF5ZPSZi  
    f)rq%N &  
    Ib!RD/  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) ;C#F>SG\S  
    k}CVQ@nd  
    9) 优化 g axsv[W>^  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 bP#:Oi0v`  
    \w>y`\6mX  
    ZoqZap6e  
    2|y"!JqE1  
    I|!OY`ko  
    优化结束后会弹出如下报告 XX!%RE`M8  
    G Vr1`l  
    \7eUw,~Q>  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 /<k/7TF`  
    7WqH&vU|  
    10) 光线追迹与结果分析 Es`Px_k  
    m~ABC#,2  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    $Wol?)z  
    qq`4<0I>  
    ",t?8465y  
    s^TZXCyF o  
    优化后透镜的面型如下: dDMJ'  
    透镜渲染效果
    xu%k~4cB,  
    =BeygT^  
     
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