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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 ?67I|@^  
    EJ ~k Z3  
    本文您将会学到如下内容: ,Z7Z!.TY!  
    透镜基本参数输入; .^IhH|U  
    优化变量与评价函数设定; M6*{#Y?  
     优化; $,,>R[;w  
     照度分析; WTYFtZD[yH  
    ('6g)@=\U  
    2. 操作流程 %e7(HfW-U  
    `N.$LY;8  
    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。 %=4ak]As  
    Q_0x6]/!  
    E5BgQ5'  
    y*b.eO  
    2) 创建透镜 `-EH0'w~"  
    )USC  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens iq uTT~  
    2 C]la  
    n`z+ w*  
    _6UAeZ*M  
    3) 输入透镜参数 Wejwj/EU%  
    Y0B1xL@  
    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; YATdGLTeq  
    -y*_.Ws9  
    mHEf-6|C`  
    +'qX sfc  
    >`<2}Me6  
    将第二面的圆锥系数改为-1 soq".+Q  
    0 {JK4]C  
    4) 创建LED光源 iE^a%|?}  
    rt^45~  
    ]AA%J@  
    光源类型为Random plane ; ZutB_uW  
    光线数为10000; /uE^H%9h  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; \FoxKOTp  
    形状选为椭圆; $C05iD  
    8q?;Hg  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. >U~|R=*  
    半径选择60度 Sn0gTsZ  
    类型选择 Lambertian /Fo/_=FE2  
    形状选择 Elliptical /"Yx@n  
    Lubs{-5lk  
    波长选择默认默认波长 y2#>c*  
    Power默认为1 watts W8,tl>(  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 5M Wvu,'%8  
    5{FM#@  
    &oeN#5Es8C  
    LED光源设定办法 (eRKR2% q  
    f' '{.L  
    7/|F9fF@M  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) E./__Mz@  
    O*rmD<L$  
    iTLW<wG  
    波长设定,颜色选为绿色 1O9p YW5J  
    +qdIj] v  
    #A3v]'7B  
    功率设定(在Power units选择Watts) d=?Mj]  
    ~y)bYG!G  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane {,Bb"0 \  
    7rdw`  
    _3.G\/>[K  
    创建平面探测器(plane) 6)wy^a|pb  
    kG$E tE#  
    fK'.wX9  
    f]ue#O  
    6) 创建分析面 !{Q:(B#ec  
    zkh hN"bX  
    &"[)s[m+t  
    RVkU+7  
    光线滤光器设置 *qPdZ   
    Uvh~B^6  
    7) 执行光线追迹 +5HnZ?E\  
    W-z90k4Z5  
    I7fb}j`/  
    K$GRJ  
    F!gNt<fZ  
    3I"NI.>*  
    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。 CGC-"A/W  
    ufw3H9F(O  
    z.3<{-n}0i  
    8) 优化设定 w; 4jx(  
    ~H^'al2PK  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ^kn ^CI6  
    OJP5k/U$  
    i<T P:  
    7v_i>_m]  
    ~)q g  
    定义变量
    D XV@DQ  
    :zdEq" )v  
    5@`F.F>"  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) TN35CaSmq  
    -AjH}A[!  
    KVB0IXZC~  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) YijMF/Uyb  
    L[?nST18%  
    9) 优化 Wy<[(Pd   
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 B<|VeU  
    e>l,(ql  
    Eh\ 1O(a(  
    l|YT[LR7  
    A4G,}r *n  
    优化结束后会弹出如下报告 "h=6Q+Ze  
    z % x7fe  
    2_;]  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 hv* >%p  
    6HoqEku/Q  
    10) 光线追迹与结果分析 EM=w?T  
    ~U6" ?  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    TQP+>nS,  
    ha*X6R  
    c juZB Fl  
    43zUN  
    优化后透镜的面型如下: 5|ic3  
    透镜渲染效果
    =/FF1jQ  
    w |_GV}#_  
     
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