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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 (G$Q\>  
    b KDD29  
    本文您将会学到如下内容: Qz2jV  
    透镜基本参数输入; 4k<U5J  
    优化变量与评价函数设定; 4OO^%`=)M'  
     优化; d$E>bo-\   
     照度分析; `qCL&(`%  
    Ik A~+6UY  
    2. 操作流程  Yy`A0v  
    s9+lC!!  
    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。 g_>E5z.  
    VJCj=jX  
    >lek@euqw  
    f8f3[O!x  
    2) 创建透镜 :iQJ9Hdz  
    )/OIzbA3#  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Wap\J7NY  
    M9~'dS'XI  
    JLu$UR4  
    5*90t{#  
    3) 输入透镜参数 rF{,]U9`  
    30sA\TZ  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; :zO;E+s  
    BPOT!-  
    fti0Tz'  
    7<2^8 `  
    hX-^h2eV  
    将第二面的圆锥系数改为-1 zpNt[F?~1  
    or7l} X  
    4) 创建LED光源 .~^A!t  
    rV-Xsf7Z  
    "/taatcH  
    光源类型为Random plane ; 4>B=k  
    光线数为10000; DwTVoCC  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; u:wf :^  
    形状选为椭圆; o?#-Tkb  
    aHitPPlq  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Udjn.D  
    半径选择60度 ,WoV)L'?  
    类型选择 Lambertian RH$YM `cZ  
    形状选择 Elliptical usi3z9P>n  
     Tx'anP  
    波长选择默认默认波长 ZlcEeG  
    Power默认为1 watts ,~Lx7 5{  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm .`&k`  
    DTdqwe6pi  
    q$<VLrx  
    LED光源设定办法 [BEQ ~A_I  
    B,ao%3t  
    _]0<G8|Rv  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) | `?J2WGe  
    =W gzj|Kr  
    bq}`jP~#  
    波长设定,颜色选为绿色 Y44[2 :m  
    I 6L3M\+-  
    aZq7(pen  
    功率设定(在Power units选择Watts) gA]3h8%w  
    AU8sU?=  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane PJ<9T3Fa  
    X#fjIrn  
    Q-yNw0V}F  
    创建平面探测器(plane) |[)pQGw  
    2~yj =D27Z  
    qsYg%Z  
    ZsP>CELm@  
    6) 创建分析面 TRE D_6  
    MIqH%W.r u  
    2g5jGe*0  
    qCF&o7*oN  
    光线滤光器设置 >Udq{<]#r  
    CF : !  
    7) 执行光线追迹 m!3D5z]n9  
    ffsF], _J  
    Qve5qJ  
     *qFl&*h}  
    Th$xk9TK^@  
    hd`jf97*  
    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。 XR$i:kL,,  
    xWM?E1@  
    Yaz/L)Y;R  
    8) 优化设定 uI I! ?   
    .fS{j$  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 3r[ s_Y*  
    Q(4~r+  
    sj6LrE=1  
    UUF]45t>  
    "6v_<t`q"  
    定义变量
    MooxT7  
    3\cx(  
    nQ{~D5y,,  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) ^oNcZK>  
    b*4aUpW  
    XD80]@\za  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) hf;S#.k  
    q d:"LS  
    9) 优化 LLbI}:  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 3sDyB-\&  
    PfGiJ]:V-u  
    A$L:,b(  
    -OnKvpeI  
    6X$nZM|g,  
    优化结束后会弹出如下报告 HrT@Df  
    S"`{ JCW$  
    U!YoZ?  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 C:f^&4 3  
    o@C|*TXN  
    10) 光线追迹与结果分析 E,ooD3$h  
    3K/]{ dkD  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    -iFFXESVX  
    =F dFLrx~l  
    Oi{J} 2U  
    q6x}\$mL  
    优化后透镜的面型如下: ` M-  
    透镜渲染效果
    ^x_.3E3Q  
    [g{fz3 O6  
     
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