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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 H4l:L(!D  
    "x\3`Qk  
    本文您将会学到如下内容: |r}%AN6+  
    透镜基本参数输入; C>v    
    优化变量与评价函数设定; -B4uK  
     优化; ~(aq3ngo.  
     照度分析;  cD0  
    ^+`vh0TPQ  
    2. 操作流程 Redp'rXT<h  
    n/$BdFH  
    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。 b cM#KA  
    nyQ FS  
    Y D.3FTNGC  
    qu[w_1%S  
    2) 创建透镜 {!N4|  
    m*i~Vjxj-m  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens KNY<"b  
    ) V@qH]  
    dZ%b|CUb  
    `yQHPN0/  
    3) 输入透镜参数 <ya'L&  
    .Z_U]_(  
    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; 7[D0n7B@  
    <(f4#B P  
    '')G6-c/  
    .z[+sy_  
    ++ dV5  
    将第二面的圆锥系数改为-1 vnN_csJ#^  
    Q@$1!9m  
    4) 创建LED光源 aNq Vs|H  
    Lvp/} /H/  
    r#Pd@SV  
    光源类型为Random plane ; Ce:R p?  
    光线数为10000; F)gL=6h  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; (XW#,=rYk  
    形状选为椭圆; k&~vVx  
    E_H1X'|qS4  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. SQ.4IWT(hR  
    半径选择60度 &Mc mA  
    类型选择 Lambertian kkJg/:g  
    形状选择 Elliptical wz, \zh  
    BKD Wd]KEf  
    波长选择默认默认波长 \6lXsu;I.X  
    Power默认为1 watts vaQ,l6z .h  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm /ZzlC#`  
    .s!:p pwl  
    AoR`/tr,  
    LED光源设定办法 qnA:[H;F  
    ;m5M: Z"  
    iF%q 6R  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) $< aBawLZO  
    ^#=L?e  
    ScTqnY$v  
    波长设定,颜色选为绿色 ;=7z!:)  
    mi-\PD>X  
    "~[Rwh?  
    功率设定(在Power units选择Watts) Qb|dp~K.M  
    HAiUFO/R  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane sbs"26IE  
    S1+#qs {5a  
    i]YQq!B  
    创建平面探测器(plane) b9Y pUm7#  
    }Sh-4:-D  
    AzV5Re8M  
    2tbqmWw/s  
    6) 创建分析面 Q0--.Q=:Y  
    t/$xzsoJZr  
    O<E0L&4-&  
    uqyf3bK  
    光线滤光器设置 O-B3@qQ. h  
    =QC^7T  
    7) 执行光线追迹 x'KsQlI/  
    PWmz7*/  
    J{Ay(  
    o2|(0uN'  
    RasoOj$  
    4tC_W!?$t  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 &Ch)SD  
    9=o b:  
    7^iAc6QSy3  
    8) 优化设定 s +GF- kJ*  
    Jt)~h,68  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 <oO,CXF  
    ,YY#ed&l  
    d"78:+  
    3/AUV%+  
    ]M2<I#hF.  
    定义变量
    zfZDtKq  
    n1t(ns|  
    ypd?mw&1}  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) |rvrSab)  
    LnDj   
    ]Rye AJ3  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) ^55?VQB  
    /kz&9FM  
    9) 优化 R]Oy4U,f  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 >S!DIL  
    .ndQ(B  
    jE#8&P~  
    [*G2wP[$  
    MT`gr  
    优化结束后会弹出如下报告 =5`@:!t7  
    ]Yg EnZ  
    Dkb&/k:)  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 _p&$X  
    ~Z2eQx jtM  
    10) 光线追迹与结果分析 RuZ;hnE&  
    q?L(V+X  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    <<6w9wNon  
    ak>NKK8P  
    {9".o,  
    ,7P^]V1  
    优化后透镜的面型如下: \2pFFVT  
    透镜渲染效果
    md"%S-a_dT  
    )^H9C"7T  
     
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