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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 O7]p `Xi8  
    ~ 9 F rlj  
    本文您将会学到如下内容: wNNInS6  
    透镜基本参数输入; WAd5,RZ?  
    优化变量与评价函数设定; T4 :UJj}  
     优化; @/(\YzQvp]  
     照度分析; 8XS_I{}?  
    Mp%.o}j   
    2. 操作流程 tWT ,U[  
    .m r& zq  
    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。 *y6zwe !M  
    !z EW)  
    5X4 #T&.  
    u ZzO$e  
    2) 创建透镜 %A]?5J)Bi  
    B^;G3+}  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens @ PboT1  
    [9hslk  
    O_gr{L}  
    qdss(LZ  
    3) 输入透镜参数 D7X8yv1  
    pm)kocG  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; V8C62X  
    <l#|I'hP  
    [osIQ!u;:  
    ?h$ =]  
    rAv)k&l  
    将第二面的圆锥系数改为-1 3Ygt!  
    '<$!?="  
    4) 创建LED光源 IasWm/  
    x>C_O\  
    ' F,.y6QU  
    光源类型为Random plane ; NZ|(#` X  
    光线数为10000; ?o>JX.Nl&7  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; \ #yKCA';  
    形状选为椭圆; [. rULQl  
    8LPvb#9=  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ep,"@,,  
    半径选择60度 _l,_NV&T  
    类型选择 Lambertian y E; n. L  
    形状选择 Elliptical GR%h3HO2&  
    +o ;}*  
    波长选择默认默认波长 4qYT  
    Power默认为1 watts z1AYXW6F  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm u&E$(  
    ZUA%ZkX=F  
    _aaQ1A`p  
    LED光源设定办法 |/YwMBi  
    ,f[`C-\Q%  
    U!TSAg21P  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) ii)DOq#2  
    c}-WK*v  
    Xc}~_.]  
    波长设定,颜色选为绿色 ozCH1V{p  
    dlf nhf  
    ^e~m`R2fHh  
    功率设定(在Power units选择Watts) LQo>wl  
    &{R]v/{p]  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane (fTi1 I!  
    n>o0PtGxC  
    l&2pUv=  
    创建平面探测器(plane) myvn@OsEw  
    ir?Y>  
    \'>8 (i~  
    ,|7!/]0&  
    6) 创建分析面 "J=A(w5   
    b\.l!vn0  
    4k]DktY}.  
    RAs5<US:  
    光线滤光器设置 D=!T,p=  
    k@Q>(`  
    7) 执行光线追迹 U#mrbW  
    .B?J@,  
    0kiV-yc   
    -]-?>gkN5  
    R)Y*<Na  
    ? 3t]9z  
    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!ik"YZ@i  
    B s{n  
    cg| C S?  
    8) 优化设定 O Bp&64  
    D:I6nSoC  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 BIn7<.&  
    rP<S =eb  
    CY?19Ak-xd  
     x#hGJT  
    3x6@::s~  
    定义变量
    <], ~V\m  
    :OC(93d)0  
    `U6bI`l  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) PpWn+''M  
    -6yFE- X/  
    wS%j!|xhlV  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) O @)D%*;v  
    cpJ(77e  
    9) 优化 8(kP=   
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 7jtDhsVz  
    ><r\ 5`  
     dl;  
    q s 0'}>  
    /t;Kn m  
    优化结束后会弹出如下报告 #$*l#j"#A  
    vN8Xq+  
    YgCSzW&(  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 _N2tf/C&=  
    d :%!)s  
    10) 光线追迹与结果分析 W9A [Z  
    TQiDbgFo  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    |.;LI= CT  
    2[e^mm&.   
    u ^Ss8}d  
    Au[H!J  
    优化后透镜的面型如下: tI;pdR]  
    透镜渲染效果
    *(*3/P4D  
    Vv<Tjr  
     
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