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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 QgW4jIbx  
    3 e<sNU?  
    本文您将会学到如下内容: nsV;6^>  
    透镜基本参数输入; sVT\e*4m}  
    优化变量与评价函数设定; GAcU8  MD  
     优化; 8E\6RjM  
     照度分析; $5#+;A'Q+  
    +J%9%DqF  
    2. 操作流程 n$(_(&  
    [ncOtDE  
    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。 KdkZ-.  
    Ptv=Bwg  
    fk:oCPo  
    `$N AK  
    2) 创建透镜 POc-`]6 <F  
    i.*Utm`1"e  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens <YBA 7i  
    JGKiVBN  
    3_+$x 4%  
    D<*#. >  
    3) 输入透镜参数 &5F@u IA  
    9DP6g<>B  
    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; X3;|h93.a  
    WD,iY_'7u^  
    Ok&u4'<  
    o  w<.Dh  
    ~Fd<d[b?  
    将第二面的圆锥系数改为-1 6@@J>S>  
    5//.q;z  
    4) 创建LED光源 Gdf*x<T1  
    K\]ey;Bd  
    6P KH%  
    光源类型为Random plane ; bC@9 */i  
    光线数为10000; L0O},O  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 8P'zQ:#RV  
    形状选为椭圆; lnoK.Vk9,  
    SMdQ,n1]  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. a,sU-w!X'  
    半径选择60度 +TnRuehtk  
    类型选择 Lambertian >O:j.(*!  
    形状选择 Elliptical Jr4^@]78o<  
    vg5 ;F[e  
    波长选择默认默认波长 8'B   
    Power默认为1 watts (PmaVwF  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm k6vY/)-S  
    =c,m)\u/8  
    Z ^tF  
    LED光源设定办法 3tlA! e  
    LL1HDG >l  
    ]"< ` ^  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) _pv<_ Sm  
    Htf|VpzMb  
     D|[~Py  
    波长设定,颜色选为绿色 Z?^~f}+  
    BtN@P23>k.  
    (Wu_RXfCw_  
    功率设定(在Power units选择Watts) Dog Tj  
    4M&6q(389  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ):lq}6J#  
    gL+8fX2G6  
    C=6Vd  
    创建平面探测器(plane) $6a55~h|(  
    )(|+z'  
    > T,^n {_v  
    jc|"wN]  
    6) 创建分析面 (@H'7,  
    G:e 9}  
    dM{xPpnx  
    8uR4ZE*  
    光线滤光器设置 Ub8|x]ix  
    iv*Ft.1t  
    7) 执行光线追迹 OA?? fb, b  
    mRT`'fxK  
    (0Xgv3wd  
    ! `yg bI.  
    AK/_^?zAs  
    IGj%)_W  
    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。 5__8+R  
    u:Q_XXT5  
    |.x |BJ  
    8) 优化设定 xe;1D'(   
    'G!w0yF  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 piE9qXn  
    tc%?{W\  
    ).0h4oHSj  
    C%8jWc  
    :_%  
    定义变量
    MX-(;H  
    d`U{-?N>  
    M~Yho".  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) Q Fv"!Ql  
    1'dL8Y  
    z}vgp\cuT  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) X0Q};,  
    G'/36M@  
    9) 优化 ^w eU\  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 $= /.oh  
    _e<3 g9bj  
    f)p c$~B  
    3"HpM\A{A=  
    8S_i;  
    优化结束后会弹出如下报告 ;Jex#+H(:D  
    kDM\IyM<\  
    _q >>]{5  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 d7+YCi?  
    V#:`:-$$+  
    10) 光线追迹与结果分析 E"D+CD0  
    ^PY*INv  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    x?0ZzB),  
    \e%H5W x  
    >y%*HC!G  
    )x1LOMe  
    优化后透镜的面型如下: ;6g&_6  
    透镜渲染效果
    v%|^\A"V  
    t&+f:)n  
     
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