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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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    离线infotek
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 O:3pp8  
    wE:hl  
    本文您将会学到如下内容: 7nB@U$]-Sz  
    透镜基本参数输入; MK 7S*N1  
    优化变量与评价函数设定; w@7NoD=  
     优化; .w^M?}dx  
     照度分析; {~ ZSqd  
    ce&)djC7U  
    2. 操作流程 Q@hx +aM  
    3!&lio+<  
    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。 J]5 sWs  
    x]lv:m\)jT  
    DoAK]zyJA  
    PhF3' ">  
    2) 创建透镜 S/& _  
    |i5A F\w  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens d paZ6g  
    ?as)vYP  
    P9v N5|"M  
    P 0,) Gw  
    3) 输入透镜参数 i/R8Gb  
    nY"9"R\.=  
    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; fD#|C~:=  
    &mDKpYrB  
    7. 9n  
    :-7`Lfi@%  
    iPX6 r4-  
    将第二面的圆锥系数改为-1 \k_0wt2x1  
    I{AteL  
    4) 创建LED光源 QN:gSS{30  
    T1c2J,+}R  
    BL6t>  
    光源类型为Random plane ; !1K<iz_8  
    光线数为10000; T;X8T  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; h" cLZM:6  
    形状选为椭圆; DbFTNoVR  
    Xjc{={@p3  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. /~V .qisZ  
    半径选择60度 pUki!TA  
    类型选择 Lambertian O79;tA<k  
    形状选择 Elliptical 1[o] u:m9U  
    B) J.(k`p  
    波长选择默认默认波长 My0h9'K  
    Power默认为1 watts '$*d:1  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm /\*,|y\<  
    i X qB-4"  
    J Sz'oA5  
    LED光源设定办法 9B")/Hz_  
    3Vjuk7  
    $8h^R#  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 2f ]CnD0$  
    t QkEJ pj  
    q3Re F_  
    波长设定,颜色选为绿色 :Jwc'y-]  
    6rP[*0[  
    eYBo*  
    功率设定(在Power units选择Watts) [,)yc/{*  
    |xy r6gY  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane | iEhe  
    qW[p .jN  
    w#g0nV"X6  
    创建平面探测器(plane) &x19]?D"+  
    jca7Cx`sm  
    {ve86 POY  
    Va,M9)F  
    6) 创建分析面  uZ][#[u  
    ~Fv&z'R  
    sL|lfc'bB  
    2P`QS@v0a=  
    光线滤光器设置  c'?4*O  
    eSf e s  
    7) 执行光线追迹 x"h0Fe?J  
    r1&b#r>  
    ]bCeJE.+)  
    iaO;i1K5U  
    wOQ-sp0q0  
    y]Q G;  
    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, K): ~T  
    gv$6\1  
    o8\@R  
    8) 优化设定 6+"P$Ed#i  
    ZK<kn8JJ  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 G%~=hEK0  
    R< @o]p  
    (yQ]n91Q,  
    ~8~B VwZ_  
    $~c?qU  
    定义变量
    :"? boA#L  
    K_j$iHqLF  
    3`_jNPV1  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) INSI$tA~  
    |VM c,_D  
    [tDUR  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) Wh[+cH"M  
    o<P@:}K  
    9) 优化 Bmuf[-}QW  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 jeF1{%  
    86O"w*9  
    0L10GJ"(  
    G|FF  
    -}|GkTM  
    优化结束后会弹出如下报告 o~!4&  
    bsVms,&  
    6ae  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 '8>h4s4  
    Ti`<,TA54  
    10) 光线追迹与结果分析 F4X/ )$Dk  
    ;:1d<Q|  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    Y W_E,A>h  
    {V%ZOdg9  
    "6rZn_H/|  
    ;AKtb S;H  
    优化后透镜的面型如下: w] LN(o:  
    透镜渲染效果
    Lu\]]m  
    ):?ype>  
     
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