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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 /wLBmh1"  
    ;].X;Ky <  
    本文您将会学到如下内容: f8;?WSGyD2  
    透镜基本参数输入; 6.)ug7aF  
    优化变量与评价函数设定; h[>pC"s?K  
     优化; Tdcc<T  
     照度分析; m54>}  
    vxZ'-&;t  
    2. 操作流程 E<jajYj  
    p-i Fe\+  
    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。 67(s\  
    NF&Sv  
    hP)Zm%@0f  
    5REFz  
    2) 创建透镜 v*!N}1+J  
    o-@01_j  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 1b3 a(^^E  
    Dz0D ^(;V  
    %C/p+Tg  
    .aT@'a{F  
    3) 输入透镜参数 "B{3q`(  
    K%dQ; C*?  
    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; "%Ok3Rvv  
    8_}t,BC  
    d3c.lD)L9  
    m#UQ,EM  
    %j\&}>P4$  
    将第二面的圆锥系数改为-1 `$/a-K}  
    f- XUto  
    4) 创建LED光源 RxqNgun@  
    v7"VH90`!  
    HF FG4'  
    光源类型为Random plane ; 7GO9z<m)  
    光线数为10000; nz3*s#k\-  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; q? ">  
    形状选为椭圆; 9I/l+IS"X  
    *,z/q6  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 4z(~)#'^  
    半径选择60度 1\fx57a\  
    类型选择 Lambertian (c[u_~ ;  
    形状选择 Elliptical dM;\)jm  
    J:Fq ip  
    波长选择默认默认波长 |aP`hVm  
    Power默认为1 watts >8"(go+02  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm C7dq=(p&  
    @4y?XL(n  
    3`&FXgo  
    LED光源设定办法 3WP\MM  
    7n#-3#_mG  
    \oWpyT _  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) !K(  
    >UCg3uFj  
    ?XY'<]o E  
    波长设定,颜色选为绿色 9jjeZc'  
    C~T ,[U  
    )xy>:2!#Y  
    功率设定(在Power units选择Watts) rci,&>L"  
    Rj";?.R*e  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane GM2}]9  
    b\0>uU  
    *F%1~  
    创建平面探测器(plane) 2VY7?1Ab(@  
    mI7lv;oN<5  
    hZ1enej)  
    BSMb(EnqX  
    6) 创建分析面 #A5X ,-4G  
    `o#(YEu  
     skl3/!  
    Z 01A~_  
    光线滤光器设置 6m$X7;x}  
    F:m6Mf7L  
    7) 执行光线追迹 r x9*/Q0F  
    yo[Sh6r/9b  
    i975)_X(  
    HVus\s\&y%  
    4 *}H3-`  
    ?L0;, \-t  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 Bg),Q8\I  
    ntH`\ )xi  
     lPZ>#  
    8) 优化设定 ;\w3IAa|V  
    CaZc{  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 KfjWZ4{v  
    kqKT>xo4EZ  
    "BT M,CB  
    /V*SI!C<f  
    ta{24{?M\  
    定义变量
    "a2|WKpD  
    ;<0vvP|  
    9KX% O-'  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) HK :K~h  
    /!0&b?  
     +#,J`fV%  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) )tBz=hy#  
    9.(|ri  
    9) 优化 b4L7]&  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 9xbT?$^  
    [ifw}(  
    CtMqE+j^  
    BlpyE[h T  
    ZY,$oFdsi  
    优化结束后会弹出如下报告 :PBFFLe  
    bK6^<,~  
    B{=DnB6  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 d_we?DZ|  
    SLEOc OAmD  
    10) 光线追迹与结果分析 ,iYhD-"'  
    JRC2+BU /  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    ((`\i=-o5  
    nam]eW  
    ,j XK  
    m Z +dr[  
    优化后透镜的面型如下: atpHv**D<i  
    透镜渲染效果
    %ud-3u52M8  
    zlP{1z;nV  
     
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