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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 dy|r:~j3  
    >:KPvq!0  
    本文您将会学到如下内容: gHYYxhW$  
    透镜基本参数输入; Gd:fWz(  
    优化变量与评价函数设定; *kZJ  
     优化; [4PG_k[uTJ  
     照度分析; k<8:  
    <bIAq8  
    2. 操作流程 VEE:Z^U!  
    EC?!%iO`  
    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。 vHJ~~if  
    )5'S=av9  
    +!.=M8[  
    > YN<~z-  
    2) 创建透镜 y4 P mL  
    JF24~Q4P  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens GS< ,adD  
    lZ/Yp~2S  
    {Qlvj.Xw  
    /$+ifiFT  
    3) 输入透镜参数 W#-M|  
    6Dw[n   
    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; jc)D*Cf  
    _2U1$0xK  
    b .j\=c  
    ]#+fQR$!  
    ]U'KYrh  
    将第二面的圆锥系数改为-1 1w1(FpQO.  
    oy/#,R_n%  
    4) 创建LED光源 l,,5OZw  
    2Hy$SSH  
    H }</a%y  
    光源类型为Random plane ; a;([L8^7$l  
    光线数为10000; /38^N|/Zr  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; E]_sl/`{od  
    形状选为椭圆; u=RF6V|  
    3mr9}P9;  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. XZIj' a0d  
    半径选择60度 C!~&c7  
    类型选择 Lambertian (Cqhk:F  
    形状选择 Elliptical OG!^:OY  
    b[$l{RQ[?  
    波长选择默认默认波长 FW=oP>f]w  
    Power默认为1 watts Jr 9\j3J{  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm c KF 8(  
    sq&$   
    ix*n<lCoC  
    LED光源设定办法 xNE<$Bz  
    ]?b#~  
    60^dzi!vs  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) oy#Qj3M8=  
    NfDg=[FN[  
    U6n%rdXJ=  
    波长设定,颜色选为绿色 PHZA?>Q7Z  
    ~qco -b  
    <_ddGg~  
    功率设定(在Power units选择Watts) u= !?<Q  
    vezX/xD?  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane F|%[s|s  
    A$[@AY$MI  
    NR^z!+oSR  
    创建平面探测器(plane) nOp\43no  
    qZCA16  
    >%'|@75K  
    !NjC+ps]  
    6) 创建分析面 Y2QlK1.8V  
    ^hRos  
    56d,Sk)  
    9m%[ y1v0  
    光线滤光器设置 7L? ~;;L$  
    "qR qEpD%  
    7) 执行光线追迹 }_:^&cT  
    W@JmG`Sy  
    iK= {pd  
    W?5^cEF  
    -HS(<V=a?k  
    yG2j!D  
    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。 P*)}ENY  
    )TBBYCL3  
    u])N^AY"sj  
    8) 优化设定 aQ46euth  
    Ef:.)!;jy  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 8;-a_VjA)  
    !T#~.QP4  
    ?b:l.0m  
    ]'EtLFv)  
    q.g<gu]  
    定义变量
    Y u8a8p|  
    T&fqn!i  
    XGbtmmQG  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) 8{(;s$H~  
    Gt2NUGU  
    xQ-]Iw5  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) oV&AJ=|\  
    7=aF-;X3jj  
    9) 优化 @K3<K (  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 (kK6=Mrf  
    (6L[eWuTn  
    Y2"X;`<  
    Gp6|M2Vu_5  
    Q]uxZ;}aF  
    优化结束后会弹出如下报告 ^Z$%OM,  
    )k.;.7dXe  
    OjCTTz  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 j[.R|I|  
    V{HP8f91  
    10) 光线追迹与结果分析 2$V]XSe  
    c0sU1:e0  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    Pe6MDWR  
    )}0(7z Yu  
    PxhB=i!'$  
    C{`+h163\  
    优化后透镜的面型如下: t,gKN^P_  
    透镜渲染效果
    pd?3_yU  
    )+'FTz` c  
     
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