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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 3W?7hh  
    dk|LC-]`A  
    本文您将会学到如下内容: T+Z[&|  
    透镜基本参数输入; /ox7$|Jyr  
    优化变量与评价函数设定; NUV">i.(  
     优化; _J1\c~ke"  
     照度分析; 2{79,Js0  
    g0B] ;Y>(  
    2. 操作流程 Hr?lRaV  
    # e? B  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 COh#/-`\1  
    ET}Z>vU}+  
    ?b]zsku8  
    J&A1]T4d  
    2) 创建透镜 {`!6w>w0  
    c]4X`3]  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ` UsJaoR#f  
    >(RkoExO/  
    Cbff:IP  
    32ki ?\P  
    3) 输入透镜参数 .LDZqWr-  
    UIAazDyC  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; [7I:Dm  
    %'KRbY  
    Y#F.{ i  
    L$PbC!1  
    h#YO;m2wd  
    将第二面的圆锥系数改为-1 v@\S$qU2  
     0s;~9>  
    4) 创建LED光源 ",/6bs#$  
    Ae>+Fcv  
    s5*4<VxQN.  
    光源类型为Random plane ; q;e b  
    光线数为10000; Z<X=00,wg  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; =8]`-(  
    形状选为椭圆; c(Dp`f,  
    >$m<R &  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. vMz|'-rm$  
    半径选择60度 A%D 'Z85 -  
    类型选择 Lambertian B?j t?  
    形状选择 Elliptical ?}?"m:=  
    -}6ew@GE  
    波长选择默认默认波长 UT3Fi@  
    Power默认为1 watts D6VdgU|  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 0F)v9EK(W4  
    mF 1f(  
    Ze0qRLuH!  
    LED光源设定办法 m,HE4`g  
    -Lq+FTezE  
    pT,8E(*l2  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) zH1 ;h  
    ~R|9|k  
    n-9xfn0U~#  
    波长设定,颜色选为绿色 #L.,aTA<  
    'l'3&.{Yfk  
    }TTghE!  
    功率设定(在Power units选择Watts) x;?8Zr  
    %"{P?V<-V  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane zmhc\M ?z  
    _[[0rn$  
    7hk<{gnr  
    创建平面探测器(plane) ta?NO{*  
    lAnq2j|  
    gKb,Vrt  
    e=&~6bs1U  
    6) 创建分析面 Ek<Qz5)  
    O i\ s  
    *O[/KR%  
    a_Xwi:e<  
    光线滤光器设置 ]Za[]E8MD  
    }#s{."  
    7) 执行光线追迹 6w<rSUd'  
    xb\EJ1M>  
    [63\2{_^v  
    EV( F!&  
    336ETrG^0  
    =][ )|n  
    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。 KJ+6Y9b1  
     T7nI/y  
    gGP6"|tc4  
    8) 优化设定 L-(bw3Yr>  
    X$@`4  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 yy3x]%KK  
    3@" :&  
    (xG%H:6,  
    P^OmJ;""D  
    Pm%xX~H  
    定义变量
    Fv]6 a n.  
    {@2+oOuYfN  
    6:(s8e  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) qy'-'UlIr  
    K/zb6=->  
    %?[gBf[y  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) ,\i*vJ#f  
    {^1O  
    9) 优化 |tAkv  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 g(pr.Dw6  
    =@d#@  
    z I2DQ] 9  
    E n7~wKF  
    lo!pslqsn  
    优化结束后会弹出如下报告 'd2 :a2C]  
    rCF=m]1zxT  
    A8tJ&O rwY  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 (nQm9 M(  
    <%YW/k"o  
    10) 光线追迹与结果分析 `qJJ{<1&U  
    XMS:F]HN  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    |fKT@2(  
    4^r6RS@z  
    <-.@,HQ+  
    z6)N![ X  
    优化后透镜的面型如下: =Fc]mcJ69  
    透镜渲染效果
    Ja~8ZrcY  
    QcrhgR  
     
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