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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: 06-24
    1. 摘要 /K7Bae5h  
    6N"m?g*Z d  
    本文您将会学到如下内容: >-!r9"8@  
    透镜基本参数输入; 2Kjrw;  
    优化变量与评价函数设定; aX|g S\zx  
     优化; 1\/{#c  
     照度分析; xcst<=  
    \.o=icOx  
    2. 操作流程 wb b*nL|P  
    Z a! gbt  
    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。 sa*g  
    /iplU  
    4sTMgBzw  
    mjbTy"}"  
    2) 创建透镜 Z:!IX^q;}n  
    80C(H!^  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens RT,:hH  
    vm8$:W2 }  
    yO00I`5  
    ]% K' fXj$  
    3) 输入透镜参数 _ Hc%4I  
    oB p3JX9_f  
    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; qe<Hfp/p  
    F>*{e  
    Zae.MO^C!  
    \^jjK,OK  
    Goxl3LS<  
    将第二面的圆锥系数改为-1 zVw:7-  
    3f"C!l]Xu  
    4) 创建LED光源 `{[RjM`  
    SrFx_n  
    e?b)p5g  
    光源类型为Random plane ; ++b$E&lYU  
    光线数为10000; w9MoT.kI}  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; /2xSNalC  
    形状选为椭圆; Nar>FR7ut  
    +1QK}H ~  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 7\Co`J>p2  
    半径选择60度 [KSH~:h:NR  
    类型选择 Lambertian V,Q4n%h1.  
    形状选择 Elliptical Huc|6~X  
    $#e1SS32  
    波长选择默认默认波长 ^XG*z?Tt  
    Power默认为1 watts `PgdJrE  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm &dr@6-xaq  
    f"dSr  
    x:fW~!Xc6  
    LED光源设定办法 y\D=Z N@  
    DN_W.o  
    ?{6s58Q{  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) &l m#  
    5!(?m~jJ  
    Wpr ,j N8b  
    波长设定,颜色选为绿色 d$G}iJ8$mp  
    ?2 f_aY ;  
    `XJm=/f  
    功率设定(在Power units选择Watts) ?T!)X)A#  
     cG{L jt  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane po7>IQS]  
    lyv4fP  
    +.kfU)6@  
    创建平面探测器(plane) d|lpec  
    cE\>f8 I  
    hr/o<#OW  
    cj$d=k~  
    6) 创建分析面 /<{:I \<  
    u5+|Su  
    r@kP*  
    p*20-!{A  
    光线滤光器设置 x`%JI=q  
    %%JMb=!%2  
    7) 执行光线追迹 xr%#dVk  
    n}?wVfEy  
    q%i-`S]}qL  
     }ptq )p  
    VUwC-)  
    {<=#*qx[Y!  
    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。 }t%W1UJ  
    {A:j[  
    k|xtr&1N.!  
    8) 优化设定 Ba'LRz  
    F_H82BE+3  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 t:)ERT")  
    'hqBo|  
    S/tIwG ~e3  
    MTOy8 Im  
    bB}5U@G|  
    定义变量
    (Pbg[AY  
    AUe# RP  
    F?-R$<Cn2~  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) ~Z'w)!h  
    t2BL( yB  
    >e,mg8u6$  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) Wwujh2g"0|  
    7U|mu~$.!  
    9) 优化 UVQ7L9%?f  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 7msAhz  
    T0zn,ej  
    ;j8 )KC  
    kwpK1R4zs  
    Tr0B[QF  
    优化结束后会弹出如下报告 $*R/tJ.  
    U}k9 Py  
    \ZU1J b1c  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 Q'O[R+YT ,  
    QPt Gdd  
    10) 光线追迹与结果分析 sarq`%zrk  
    ^ vilgg~  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    j _L@U2i  
    3&&9_`r&_  
    ={>Lrig:l  
    &0zT I?c  
    优化后透镜的面型如下: j z58E}  
    透镜渲染效果
     Q6'x\  
    03E4cYxt5  
     
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