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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 'qdg:_L"  
    2|$lk8/,  
    本文您将会学到如下内容: W\'Nv/L  
    透镜基本参数输入; d b<q-u  
    优化变量与评价函数设定; w[e0wh`.  
     优化; \Oz,Qzr|  
     照度分析; @T5YsX]qb7  
    \ibCR~W4  
    2. 操作流程 >kt~vJI  
    Y:rJK|m  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 lD9%xCo9(  
    o*-h%Z.  
    &K+  
    lfXH7jL2~  
    2) 创建透镜 Y+!Ouc!$  
    k\nH&nb  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens kV_#9z7%  
    Z+r%_|kZ  
    bd,Uz% o_  
    +:fqL  
    3) 输入透镜参数 <"hb#Tn  
    7WgIhQ~  
    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; JL?Cnk$!  
    Tt{U"EFO  
    &fCP2]hj'  
    -l\~p4U  
    ~g*Y, Y  
    将第二面的圆锥系数改为-1 <9ePi9D(  
    Y||yzJdC  
    4) 创建LED光源 J 5Wz4`'  
    *^X#Eb  
    C  usVW  
    光源类型为Random plane ; lTx Y6vi  
    光线数为10000; \s.1R/TyD  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 0[V&8\S~'T  
    形状选为椭圆; z\e>DdS  
    +8Of-ZUx  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. )?F $-~7  
    半径选择60度 o G (0i  
    类型选择 Lambertian 5dg-d\ 6S  
    形状选择 Elliptical /!^L69um  
    )w Z49>Y  
    波长选择默认默认波长 oP+kAV#]  
    Power默认为1 watts N8,EI^W8Z  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm nu;} S!J  
    [B}1z  
    !S~,> ,yd  
    LED光源设定办法 }5fU7&jA;3  
    0\? _ lT2  
    <^CYxy  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) J ZVr&KZN  
    /1IvLdPIu  
    IUluJ.sXIf  
    波长设定,颜色选为绿色 H;b8I  
    o}WB(WsG  
    jz{(q;  
    功率设定(在Power units选择Watts) 'dmp4VT3  
    (iHf9*i CV  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane (! xg$Kz@  
    [>b  '}4  
    u&1j>`~qJ  
    创建平面探测器(plane) mgJShn8]  
    c+@d'yR  
    %MfGVx}nG  
    Aivu%}_|  
    6) 创建分析面 cxtLy&C  
    fl} rz  
    2(c<U6#C'l  
    B]A 5n8<  
    光线滤光器设置 =giM@MV  
    [ea6dv4p  
    7) 执行光线追迹 S% JNxT7'  
    03X<x|  
    s(1_:  
    9F2w.(m  
    2x)0?N[$O  
    l(h;e&9x  
    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。 vDu0  
    5en [)3E  
    Y0/jH2n  
    8) 优化设定 '#cT4_D^lI  
    qPFG+~\c  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ~[ d=s  
    pr0@sri@  
    h]J&A  
    }XfS#Xr1aV  
    p?dGZ2` [I  
    定义变量
    8\qCj.>S  
    OYqYI!N/  
    <Dt /Rad  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) c8k6(#\  
    jjS{q,bo  
    2x<Qt2"  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) Hj5WJ{p.  
    gFWEodx,9  
    9) 优化 T+AlcOP  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 9#Aipu\  
    ,<uiitOo  
    {V]Qwz)1  
    %{N$1ht^  
    H6%!v1 u  
    优化结束后会弹出如下报告 O?C-nw6kP  
    z:ru68  
    D,}'E0  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 }5o~R~H  
    j=xtnIq  
    10) 光线追迹与结果分析 ~uhyROO,G"  
    D&z'tf5  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    RvyBg:Aj5  
    t_dw}I   
    SQ~N X)  
    !^>LOH>j  
    优化后透镜的面型如下: ,E*a$cCw  
    透镜渲染效果
    *O(/UVuD\  
    %vf2||a$BS  
     
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