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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 {~SaRB2<'  
    iPq &Y*  
    本文您将会学到如下内容: 0Vkl`DmeM.  
    透镜基本参数输入; !\FkG8  
    优化变量与评价函数设定; UiH!Dl}<  
     优化; *O,H5lwU  
     照度分析; O. ,3|  
    y}FZD?"  
    2. 操作流程 ~e `Bq>  
     8"%RCE  
    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。 O:'?n8rWL  
    S4N(cn&  
    Yw'NX5#)g  
    }lP;U$  
    2) 创建透镜 :Zt2'vcGpf  
    k|vI<:'p,  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens X T[zj <&_  
    `Out(Hn  
    ,1oQ cC  
    fpWg R4__  
    3) 输入透镜参数 ! }f1`/   
    ~j>D=!  
    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; cc}Key@D  
    q5x[~]?  
    m/B6[  
    0Yl4eB-  
    )yG"^Ulu  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ,](:<A)W&  
    ^/U27B  
    4) 创建LED光源 :#5xA?=* S  
    'G&{GVbXY  
    mYxyWB  
    光源类型为Random plane ; 2)X4y"l  
    光线数为10000; urBc=3Rz  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; vb Y3;+M>  
    形状选为椭圆; 0'5/K ,  
    ;G |i^  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 6$U]9D  
    半径选择60度 t5B7I59  
    类型选择 Lambertian <TGn=>u  
    形状选择 Elliptical uo\ .7[1  
    n">u mM;Eh  
    波长选择默认默认波长 1Xu?(2;NF  
    Power默认为1 watts tVuWVJ4M  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm +Hvc_Av''  
    )s_n  
    j/`94'Y  
    LED光源设定办法 a"N4~?US  
    6W[}$#w  
    qfY5Ww$8  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) az0<5 Bq)  
    W%<LTWOc  
    >F1kR\!  
    波长设定,颜色选为绿色 ;Uc0o!1  
    c 'uhK8|  
    `?T#Hl>j  
    功率设定(在Power units选择Watts) KmG  
    }%b;vzkG5  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane o[oM8o<  
    L`f^y;Y.  
    [B@'kwD\l  
    创建平面探测器(plane) <q*oV  
    De7T s  
    F+R?a+e  
    $mf u:tbP  
    6) 创建分析面 Jk@]tAwoM  
    ^b:( jI*l  
    &'cL%.  
    X%z }VA  
    光线滤光器设置 ojYbR<jn9  
    GjoIm?  
    7) 执行光线追迹 infl.  
    R_M?dEtE>  
    bvfk  
    #/PAA  
    ~ wg:!VWA)  
    zvABU+{jD  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 V5+SWXZ  
    SGb;!T *  
    B8E'ddUw  
    8) 优化设定 oFjIA!  
    +)JpUqHa  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 :#dE:L;T  
    R$;n)_H  
    d%l{V6  
    %%(R@kh9  
    wFG3KzEq ~  
    定义变量
    {U&.D [{&  
    rG,5[/l  
    V_plq6z  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) Ol4+_n8xj  
    G)?9.t_Lj-  
    [+O"<Ua  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 5 ae2<Y=  
    pr%nbl  
    9) 优化 y% :4b@<  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 y:v,j42%  
    gZ5[ C  
    >2#8B  
    cuOvN"nuNj  
    (O0Urm  
    优化结束后会弹出如下报告 2^?:&1:  
    >X*Mio8P#  
    4CGPO c  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 NcY608C  
    'X shmZ0&  
    10) 光线追迹与结果分析 N},n `Yl.  
    Jx'i2&hGN  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    cQ9q;r`%  
    o)'y.-@Q  
    B]tIi^  
    T#bu V  
    优化后透镜的面型如下: ca+[0w@S  
    透镜渲染效果
    @)SL_9  
    OyqNLR  
     
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