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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: 10-11
    1. 摘要 cKj6tT"=O  
    tR]1c  
    本文您将会学到如下内容: 7v~\c%1V  
    透镜基本参数输入; .7nr:P  
    优化变量与评价函数设定; s: .5S  
     优化; = +uUWJ&1G  
     照度分析; .2jG~_W[  
    ^5l4D3@E  
    2. 操作流程 4IIXzMOa  
    3GSoHsNk  
    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。 U/JeEI%L  
    y/}>)o4Q  
    L/.$0@$bv  
    -pRyN]YD  
    2) 创建透镜 B0:[3@P7  
    "lp),  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 3-Q*umh  
    h69: Tj!  
    <Dr*^GX>?  
    V+()`>44  
    3) 输入透镜参数 xwH+Q7O&l  
    QrP$5H{[E  
    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; @ P=eu3  
    cs?@Ri=g  
    'xdM>y#S  
    eqSCNYN  
    lxRzyx  
    将第二面的圆锥系数改为-1 GLe(?\Ug=  
    S!GjCog^J  
    4) 创建LED光源 qO<'_7TN[  
    H]. 4~ 8  
    !P, 9Sg&5)  
    光源类型为Random plane ; UC^Bn1  
    光线数为10000; -o+_PL $\  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 1:%m >4U  
    形状选为椭圆; c 25wm\\  
    yT42u|xZA  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. VZ*Q|  
    半径选择60度 6qK0G$>  
    类型选择 Lambertian U4_ <  
    形状选择 Elliptical '"5" $)7  
    xa#:oKF3  
    波长选择默认默认波长 P'D~Y#^  
    Power默认为1 watts <G59>H5  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm o_gpBaWD  
    y @AKb  
    -/aDq?<<  
    LED光源设定办法 }TRr*] P<%  
    AAsl )  
    $&m^WrZaY  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) n>\BPiz  
    |,]#vcJP#b  
    Y#c11q Z  
    波长设定,颜色选为绿色 Y.yM1 z  
    I0O)MR<  
    @ -JD`2z  
    功率设定(在Power units选择Watts) `X]-blHo  
    Vzz0)`*hQ  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane o><~.T=d&  
    sm}v0V.Js  
    @]d N   
    创建平面探测器(plane) MUNeGqv  
    )%C482GO-  
    8&VwAo  
    ##,i<  
    6) 创建分析面 tqrvcnQr^  
    BoP%f '0N  
    G#Z%jO-XN  
    [*?P2.bf  
    光线滤光器设置 G`w,$:,  
    Ydmz!CEu  
    7) 执行光线追迹 x}1(okc  
    <l5{!g  
    f+s'.z%  
    E[LXZh  
    2Z,;#t  
    AY0o0\6cw  
    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。 \XMl8G  
    /k1&?e  
     iTbmD  
    8) 优化设定 RgQ\Cs24Q  
    6%ID*  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 pZGs o  
    h=4m2m  
    [O [ N_z  
    4cJ7.Pez  
    %dL|i2+*8  
    定义变量
    a|5GC pp  
    yN~=3b>  
    c.&vWmLSGE  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) Y!o@"Ct  
    u|8`=  
    3 %dbfT j  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) I|9e4EX{y  
    tq@<8?  
    9) 优化 fdd3H[  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 0,m*W?^31  
    AGCqJ8`|T  
    G~4^`[elB  
    zK:/ 1  
    Cj5M  
    优化结束后会弹出如下报告 sNX$ =<E  
    #JuO  
    LAf!y"A#  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 [ Q=) f  
    <`| }bt  
    10) 光线追迹与结果分析 Q6%m}R  
    1Q?hskL  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    c!Pi)  
    `?=AgGg  
    "VcGr#zW  
    rIge6A>I  
    优化后透镜的面型如下: ,=oq)Fm]  
    透镜渲染效果
    3tIIBOwg[  
    ]X?+]9Fr  
     
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