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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 /*)zQ?N  
    J|-X?V;ZW  
    本文您将会学到如下内容: :d v{'O  
    透镜基本参数输入; nCZ&FNi{O~  
    优化变量与评价函数设定; LE!xj 0  
     优化; )a ov]Ns  
     照度分析; Nr?Z[6O|  
    |N%?7PZ(  
    2. 操作流程 N^\<y7x  
    ~)X yrKw  
    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。 3":vjDq$  
    #)&kF+  
    Cku#[?G  
    6;WfsG5  
    2) 创建透镜 ?6;9r[ p  
    w\o?p.drp=  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens +{(f@,&~{  
    F<K;tt  
    ^=f<WKn  
    zq 1je2DB  
    3) 输入透镜参数 0x&-/qce6W  
    ,Jm2|WKH  
    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; 9Z.Xo kg  
    TPjElBh  
    y:t@X~  
    l`S2bb6uMR  
     n7g}u  
    将第二面的圆锥系数改为-1 N`3q54_$  
    h0m+u}oP_H  
    4) 创建LED光源 5f;6BP  
    b.mcP@  
    |\/`YRg>  
    光源类型为Random plane ; *3.K; Ic;  
    光线数为10000; >Q5et1c  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; g=)B+SY'  
    形状选为椭圆; HSXv_  
    05o)Q &`  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. YfRjr  
    半径选择60度 MI^@p`s  
    类型选择 Lambertian -;NGS )RM  
    形状选择 Elliptical /V-uo(n< .  
    =geopktpf  
    波长选择默认默认波长 c`S`.WID  
    Power默认为1 watts BK$cN>J  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm \wMqVRPoQ  
    > 2)@(f~g  
    3K;V3pJ].  
    LED光源设定办法 #`Af  
    J,iS<lV_  
    tx` Z?K[  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) /b&ka&|t  
    ,7HlYPec  
    m*bTELb  
    波长设定,颜色选为绿色 |ry![\  
    55Pe&V1=  
    t QR qQ  
    功率设定(在Power units选择Watts) ` nd/N#  
    &`@S_YLr  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane wh Hp}r  
    8dPDs#Zl  
    ]|m?pt  
    创建平面探测器(plane) +56N}MAs  
    91f{qq=#J{  
    ke2zxX2 f  
    s9#WkDR  
    6) 创建分析面 e1<9:h+  
    ~ 3!yd0 [k  
    h(~@ n d{  
    ;AH8/M B9  
    光线滤光器设置 Y0z)5),[U:  
    v(0IQ  
    7) 执行光线追迹 b=L4A,w~a  
    MnL o{G]  
    7MbV|gM}  
    KPi_<LuK  
    t.rlC5 k  
    2v$\mL  
    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。 '048Qykt;  
    m|uVmg!*  
    ]D.} /g  
    8) 优化设定 \sn wR  
    7|@FN7]5NF  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 po! [Nd&"  
    QBYY1)6S,  
    iFOa9!_0n  
    R+*-i+]Q#7  
    `uwSxt  
    定义变量
    m$.7) 24  
    >rhqhmh;W"  
    lRANXM  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) !U7}?i&H  
    FfRvi8  
    " k0gZb  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) #Zg pm"MW  
    r1&eA%eh  
    9) 优化 Qef5eih  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件  ^:^  
    h.pVIO`  
    u0Bz]Ux/Q  
    6fm oI K{  
    :@b=;  
    优化结束后会弹出如下报告 h1~/zM/`  
    eemC;JV%  
    v8"Zru  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 XI '.L ~  
    kp-`_sDg  
    10) 光线追迹与结果分析 *L&|4|BF2  
    {,=U]^A  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    ?!.L#]23f  
    );/p[Fd2]  
    782 oXyD  
    Z5V_?bm$  
    优化后透镜的面型如下: ok1w4#%,  
    透镜渲染效果
    Sa-" G`  
    d" =)=hm!  
     
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