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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 (LCfUI6;  
    Dd|VMW=  
    本文您将会学到如下内容: 5H^ (2w  
    透镜基本参数输入; QXK{bxwC  
    优化变量与评价函数设定; GbI/4<)l}  
     优化; N!}f}oF  
     照度分析; I?CZQ+}Hq  
    `a/`,N  
    2. 操作流程 W>r+h-kR  
    tw@X> G1z  
    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。 :2`e(+Uz  
    Di{de`  
    UN#S;x*  
    nw<uyaU-t  
    2) 创建透镜 }SZd  
    i%?*@uj  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens +}AI@+  
    Kg]J/|0\  
    z1a7*)8P  
    $??I/6  
    3) 输入透镜参数 n$R)>n Y  
    Mtx4'WZ  
    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; c+ie8Q!  
    .xkM.g4{~  
    8ao_i=&x  
    #'}*dy/  
     bN.Pex  
    将第二面的圆锥系数改为-1 uxz^/Gk  
    ]?4hyN   
    4) 创建LED光源 lB4WKn=?Kl  
    dO\"?aiD  
    3so %gvY.'  
    光源类型为Random plane ; x{n=;JD  
    光线数为10000; cMIEtK`  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; /dHF6yW  
    形状选为椭圆; xIn:ZKJ'  
    5)40/cBe  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. pj(,Zd[47  
    半径选择60度 `]aeI'[}R  
    类型选择 Lambertian (@YG~ 0  
    形状选择 Elliptical ;.C\Ss<>*  
    &^nGtW%a 9  
    波长选择默认默认波长 /wG2vE8e  
    Power默认为1 watts :!QAC@  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm \M-OC5fQv  
    l,).p  
    cwL_tq  
    LED光源设定办法 : Dp0?&_  
    6LhTBV  
    7:@'B|  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) lhJ'bYI  
    CC`JZ.SO  
    $cg cX  
    波长设定,颜色选为绿色 PvL[e"p  
    dr"1s-D4IQ  
    |j|rS5  
    功率设定(在Power units选择Watts) UxBpdm%dvP  
    '%;m?t% q  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 05R@7[GWq  
    (<lhn  
    gM]:Ma  
    创建平面探测器(plane) 1;iUWU1@  
    q\%I#1  
    TqQ[_RKg2  
    /{2,zW  
    6) 创建分析面 \.S/|  
    \7_y%HR  
    n"8Yv~v*2j  
    3g B7g'U  
    光线滤光器设置 Ul# r  
    [>9is=>o.  
    7) 执行光线追迹 ->jDb/a{C  
    A}^mdw9  
    A}w/OA97RO  
    %2h>-.tY  
    g2]Qv@nxw  
    dWW.Y*339  
    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。 GX%g9f!O  
    ]###w;  
    HKeK<V  
    8) 优化设定 Bp{Ri_&A  
    tX[WH\(xI  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 d_ CT $  
    )PZT4jTt  
    SfR%s8c`  
    j1Ezf=N6`  
    w(F%^o\  
    定义变量
    1mJ Hued=6  
    d5-qZ{W  
    3gzXbP,  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) @]0%L0u  
    M\=2uKG#  
    T{'RV0%   
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) ('~LMu_  
    lxi<F  
    9) 优化 DwF hK*  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 qP;OaM CX  
    2qp#N%  
    JS77M-Ac  
    t,' <gI  
    >sbu<|]a 7  
    优化结束后会弹出如下报告 JI5Dy>u:  
    s^SJY{  
    /RF7j;  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ce(#2o&`  
    N g,j#  
    10) 光线追迹与结果分析 M=Wz  
    K^[?O{x^B  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    adw2x pj  
    4P0}+  
    0YHFvy)  
    2pAW9R#UV-  
    优化后透镜的面型如下: W!<U85-#S  
    透镜渲染效果
    PW4q~rc=:  
    ;rS{:  
     
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