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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 Q 37V!  
    '=Ip5A{S/  
    本文您将会学到如下内容: 4w?]dDyc%  
    透镜基本参数输入; uM}dZp 1  
    优化变量与评价函数设定; pGZl.OI  
     优化; 62k9"xSH  
     照度分析; )l 4>=y  
    Azdz3/  
    2. 操作流程 M+;!]tbc3  
    2<\yky  
    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。 \]~kyy  
    S>vVjq?~l(  
    @[[C s*-  
    LRqw\fKk[  
    2) 创建透镜 xC=3|,U  
    X=*Yzz}  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens )\:lYI}Wpm  
    a3(7{,Ew  
     8E.5k@  
    }tl8(kjm  
    3) 输入透镜参数 0|wKR|zW  
    v3VLvh 2)n  
    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; ,_TH@0{   
    _ z"ci$[  
    D KMbs   
    US*<I2ZLh  
    f;_K}23  
    将第二面的圆锥系数改为-1 t Sh}0N)  
    qKI4p3&E  
    4) 创建LED光源 ,*O{jc`(  
    nfCd*f  
    4BUK5)B  
    光源类型为Random plane ; }fa%JN %E  
    光线数为10000; g)zn.]  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; aLyhxmn ^)  
    形状选为椭圆; BW(DaNt^  
    NIXcib"tG  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. qkR,<"C|`  
    半径选择60度 T/spUlWu  
    类型选择 Lambertian #k|g9`  
    形状选择 Elliptical l52n/w#qFB  
    |WwFE|<  
    波长选择默认默认波长 C\hZ;Z1  
    Power默认为1 watts /9vMGef@  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 8d*<Aki?;  
    MWd_ 6XM  
    4d3]pvv  
    LED光源设定办法 4- ?`#  
    ^VLUZ  
    d8y =.  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) Stp*JU  
    Vl QwVe  
    BBuYO$p  
    波长设定,颜色选为绿色 KohQ6q  
    K:mL%o2J  
    1{fwr1b  
    功率设定(在Power units选择Watts) ur"e F  
    aK=3`q  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 1wNY}3  
    !kk %;XSZ  
    V2sB[Mw  
    创建平面探测器(plane) N~K)0RETn  
    ,+5VeRyrV  
    A%2M]];%X  
    fylA 0{  
    6) 创建分析面 2 DNzC7}e  
    *U^\Mwp  
    `] dx%  
    OTjryJ^  
    光线滤光器设置 YPJx/@Z`  
    tH|Q4C  
    7) 执行光线追迹 CFrHNU  
    Tk|;5^#H  
    JU,RO oz(  
    :@807OYzy  
    ~b<4>"7y.  
    QRG)~  
    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。 H2R^t{ w  
    ~FrkLP  
    qYiK bzy  
    8) 优化设定 */dsMa  
    3ij I2Zy  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 'L+BkE6+%  
    :W<,iqSCm  
    "Ohpb!J9  
    ;7=J U^@D@  
    .AI'L|FQ%c  
    定义变量
    9 8BBsjkd  
    oX~$'/2v  
    JhXN8Bq33  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) yt#;3  
    6XCX#4'i%  
    lJ1xx}k{U  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) (<~ R[sT|  
    3&Zx*:  
    9) 优化 v^I%Wm  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ] Sx= y<  
    Lj* =*V  
    r@ *A   
    +=04X F:  
    ymVd94L  
    优化结束后会弹出如下报告 U;dt-3?=.h  
    NcMq>n  
    b2kbuk]  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 v?=VZ~`O(  
    q@Yt`$VTN  
    10) 光线追迹与结果分析 }uj'BO2?  
    &>B>+}'  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    t>u9NZt G  
    Z8 n%=(He  
    { RX|  
    hg/&[/eodm  
    优化后透镜的面型如下: 9NXiCP9A  
    透镜渲染效果
    (mr` ?LI}  
    / H/Ne )r  
     
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