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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 oT9dMhx8  
    w<}kY|A"=-  
    本文您将会学到如下内容: Z]U"i1lA  
    透镜基本参数输入; }.bhsy  
    优化变量与评价函数设定; X6hm,0[  
     优化; R'M=`33M  
     照度分析; tCZ3n  
    {p -q&k&R|  
    2. 操作流程 )?es3Ehqq  
    LHit9O[_/s  
    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。 7Aj o9  
    4}C^s\?z  
    :zN{>,sC  
    0^?:Zds  
    2) 创建透镜 :x85:pa  
    954!ED|F(  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens %9 kOl  
    M1UabqQ  
    ~=xiMB;oH  
    O}$@|w(8;  
    3) 输入透镜参数 hn-+]Y:  
    $hND!T+;  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; T'W)RYnwl  
    Y z"B  
    ~8fy qE$  
    \PHbJN:BI  
    b A/,{R  
    将第二面的圆锥系数改为-1 $q}zW%  
    "$@>n(w  
    4) 创建LED光源 5~BM+ja  
    Vr%>'XN>"  
    ;^fGQ]`4  
    光源类型为Random plane ; Gcu[G]D  
    光线数为10000; tsGt,]O30  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 'aj97b;lpG  
    形状选为椭圆; {lNvKm)w  
    c~,OU7[  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. }02#[vg  
    半径选择60度 aHhr_.>X  
    类型选择 Lambertian kfb*|  
    形状选择 Elliptical no~Yet+<"  
    OD;-0Bj  
    波长选择默认默认波长 Ev%_8CO4e  
    Power默认为1 watts c;RL<83:  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm Z{Si`GA  
    Ln&'5D#  
    `lI(SS]w  
    LED光源设定办法 Oq[2<ept  
    r2t|,%%N7  
    oR``Jiob|  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) oSAO0h>0N  
    NA=I7I@  
    VXfp=JE  
    波长设定,颜色选为绿色 `]u!4pP"  
    dq6|m }g{  
    +1uAzm4SL  
    功率设定(在Power units选择Watts) ^/"[jq3F  
    bi01]  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane [wLK*9@&  
    6}q8%[l|  
    W##~gqZ/  
    创建平面探测器(plane) VM.4w.})_E  
    ygN4%-[XA  
    t9C.|6X  
    ;$il_xA)\>  
    6) 创建分析面 _"4u?C#  
    F]fBFDk  
    0Z11V9Jk  
    *_qLLJg  
    光线滤光器设置 < 2 mbR  
    T_=IH~"  
    7) 执行光线追迹 >GV(\In  
    F4b$  
    ^KlW"2:  
    z\kiYQ6kA  
    n7>L&?N#y#  
    WP}NHz4H  
    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。 )XFaVkQ}  
    [yyL2=7  
    sY%nPf~9q'  
    8) 优化设定 '{-7%>`bn  
    D_)i%k\  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ]-2Q0wTj  
    t[|aM-F&>  
    L-,C5^  
    >508-)'  
    Cih~cwE  
    定义变量
    +[lv `tr  
    SNUq  
    eX 0due  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) DI )!x {"  
    GN=ugP 9  
    xG7/[ jG  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) } G3:QD  
    C1M @;  
    9) 优化 NB.s2I7  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ^+MG"|)u~  
    JtbwY@R  
    ?c6`p3p3L  
    U;q GUqI  
    ]Jum(1Bo  
    优化结束后会弹出如下报告 gK#G8V-,  
    UXdnN;0  
    b" PRa|]  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 IE0hC\C}  
    u$MXO].Q  
    10) 光线追迹与结果分析 g.]S5(  
    ?]]7PEee*  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    t/KH`  
    OH_mZA  
    1Y6DzWI  
    mE)I(< %  
    优化后透镜的面型如下: g~v>{F+u  
    透镜渲染效果
    1${rQ9FIF  
    Q|] 9  
     
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