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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 ~#:R1~rh\e  
    -aM7>YR  
    本文您将会学到如下内容: B|kIiL63 D  
    透镜基本参数输入; ^%RIz!}  
    优化变量与评价函数设定; o[k,{`M0  
     优化; u/HNXJ7M`9  
     照度分析; oazy%n(KZ  
    z#srgyLt  
    2. 操作流程 _sqV@ J  
    iRI7x)^0"z  
    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。 4^K<RSYs  
    ga|-~~  
    *qw//W   
     B"Ttr+  
    2) 创建透镜 =BgQ Ss/^c  
    CQET  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens joJQ?lG  
    '+\.&'A  
    *|.-y->  
    xY`$j'u  
    3) 输入透镜参数 `;3fnTI:1  
    e`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; i/q1>  
    FrQRHbp3  
    }&/_ S  
    $McbVn)~f  
    LVNJlRK  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ^}<h_T?<_-  
    *l8:%t\  
    4) 创建LED光源 u\}"l2 r  
    j%Z%_{6Ds*  
    ck#MpQ!An  
    光源类型为Random plane ; aF:|MTC(~  
    光线数为10000; W< :7z  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 52z{   
    形状选为椭圆; ~|=goHmm[  
    5c6?$v /  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ,&rHBNS  
    半径选择60度 r( 8!SVX  
    类型选择 Lambertian nrRP1`!]T  
    形状选择 Elliptical 76 RFu@k  
    = ^_4u%}  
    波长选择默认默认波长 OVU+V 0w1a  
    Power默认为1 watts 7eQc14  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 'mE!,KeS;  
    pcO0xrI  
    o_on/{qz  
    LED光源设定办法 VgcLG ]tE[  
    vjO@"2YEw  
    qI5`:PH%n  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) Ggp.%kS6F  
    05/'qf7P,U  
    cP`[/5R  
    波长设定,颜色选为绿色 NVq3h\[X  
    I?Ct@yxhF'  
    }(Dt,F`  
    功率设定(在Power units选择Watts) &WoS(^  
    -)$5[jM]  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ^*_|26  
    %g{<EuK]p  
     nypG  
    创建平面探测器(plane) "P@oO,.  
    >m4Q*a4M  
    clO9l=g  
    =p 7eP  
    6) 创建分析面 b*W01ist  
    IO}53zn<l  
    Mib<1ZM  
    }q D0-  
    光线滤光器设置 9 Aq\1QC  
    pkT26)aW  
    7) 执行光线追迹 J0O wzO  
    vOi4$I~CJ  
    .Arcsg   
    N Obw/9JO  
    #Zt(g(T  
    ,7mB`0j>  
    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。 7dtkylW  
    s\3OqJo%)  
    qpXsQim$~  
    8) 优化设定 0mi$_Ld+  
    #f-pkeaeq  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Z|6,*XEc   
    cyPJ( &;  
    32x[6"T  
    =]m,7v Rq  
    g=L80$1  
    定义变量
    GW\66$|  
    TAp8x  
    AtYqD<hl:  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) p`/c&}  
    @e:= D  
    + [~)a 4#  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) w:c9Z=KX  
     /wT<p  
    9) 优化 GvI8W)d3,R  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 45.Vr[FS.  
    +sFpIiJg  
    8KMo!p\i  
    .)Zs:5 0l  
    #6*20w_u  
    优化结束后会弹出如下报告 FW)VyVFmk  
    &(X67  
    9|NH5A"H.  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 Q:U>nm>xA  
    yZQcxg%  
    10) 光线追迹与结果分析 XJ e}^k  
    N~~ sM"n  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    9 :,ZG4s  
    Wn-'iD+9<  
    > PK 6CR  
    %00cC~}4  
    优化后透镜的面型如下: A~({vb'  
    透镜渲染效果
    6_g:2=6S  
    apZPHau6h  
     
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