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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 Ub%sw&QG(9  
    _H (:$=$Q  
    本文您将会学到如下内容: s,2gd'  
    透镜基本参数输入; xr<.r4  
    优化变量与评价函数设定; 1sHaG  
     优化; nYF *f  
     照度分析; .bT|:Q~@{  
    Oy `2ccQ#  
    2. 操作流程 *P mk1h2  
    -UhGacw  
    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。 ONkHHyT  
    Wxxnc#;lv  
    tHj |_t  
    &d8z`amP  
    2) 创建透镜 @}^eyS$|!  
    2\: z   
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens *YI>Q@F9  
    3X,SCG  
    OGjeE4  
    <f'2dT@6  
    3) 输入透镜参数 Y8fahQ#  
    '[6o(~ *  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; h{sY5d'D  
    q[}[w!to  
    w?+v+k\  
    KP[H&4eoC  
    .$k2.-k  
    将第二面的圆锥系数改为-1 \40d?N#D  
    H3?HQ>&O7  
    4) 创建LED光源 PI~W6a7p  
    pNHO;N[&  
    ;AwQpq>dy  
    光源类型为Random plane ; m#(tBfH[  
    光线数为10000; Ofyz,% |Q  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; _Q:739&  
    形状选为椭圆; V@(7K0  
    #] @<YKoV{  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. l^F%fIRp)  
    半径选择60度 @"`{gdB$  
    类型选择 Lambertian LQnkpy3A  
    形状选择 Elliptical ^rKA=siz  
    R`RLq1WA  
    波长选择默认默认波长 B f_oIc  
    Power默认为1 watts nA\9UD<G.  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm f.o,VVYi  
    -%U 15W;  
    Tu'/XUs;k  
    LED光源设定办法 O@ GEl  
    U~mv1V^.  
    sc2nLyn$  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) r*'X]q|L+  
    CXQPbt[5  
    w :w  
    波长设定,颜色选为绿色 M# sDPT  
    o*_O1P  
    }^Unx W  
    功率设定(在Power units选择Watts) 1D0_k  
    Zm:Wig ,a  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ,u^S(vxyz  
    x=>+.'K  
    \k=.w  
    创建平面探测器(plane) 5K;vdwSB  
    : .-z) C}  
    ,6zH;fi  
    +q==Y/z  
    6) 创建分析面 p<|I!n&9  
    idC4yH42  
    2 o`a^'Iw  
    ; )Vro  
    光线滤光器设置 5pBQ~m3  
    rpgr5>  
    7) 执行光线追迹 0.}Um  
    <bwsK,C  
    8QeM6;^/5  
    D<rO:Er?*a  
    wo>srZs  
    wp!<u %  
    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。 <"uT=]wZ=  
    )p-B@5bb  
    3 <V{.T  
    8) 优化设定 zFjG20w%3g  
    CjzfU*G  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 oh '\,zpL  
    \(a9rZ9  
    web =AQ5I4  
    M-!eL<  
    ];waK 2'2  
    定义变量
    JM#jg-z,~  
    `  L(AvSR  
    K_iy^|0)5]  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) `A.!<bO)]  
    {d\erG(  
    -R,[/7zj  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) J?XEF@?'G  
    [?<"SJ,`  
    9) 优化 # E'g{.N  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 A# W%ud4  
    @L%9NqE`O  
    _Cv({m&N  
    //G5lW/*  
    +igFIoHTM  
    优化结束后会弹出如下报告 xo0",i f8  
    bA-=au?o5  
    6&=xu|M<x=  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 :\Z;FA@g(g  
     4q)eNcs  
    10) 光线追迹与结果分析 W"fdK_F\  
    R/ 7G  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    oJK]oVX9i  
    9n!<M)E  
    E+$vIYq:W  
    p+ymt P F  
    优化后透镜的面型如下: <lM]c  
    透镜渲染效果
    3LZ0EYVL  
    fbS l$jn.  
     
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