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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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    离线infotek
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 7f0lQ  
    BYVY)<v/  
    本文您将会学到如下内容: k'Sp.  
    透镜基本参数输入; Rm255z p  
    优化变量与评价函数设定; D ,o}el  
     优化; rA%usaW  
     照度分析; B{'( L |  
    Gn ~6X-l  
    2. 操作流程 e\!0<d  
    B?'#4J  
    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。 {L/tst#C  
    HY&aV2|A1  
    __|+w<]  
    i} .&0Fp  
    2) 创建透镜 y5 *Z 3"<  
    B0dQ@Hq*  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens }\\KYyjY  
    4 QvsBpz@  
    3?V_BUoON  
    18+)`M-5o  
    3) 输入透镜参数 `(_s|-$  
    E\as@pqo\p  
    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; WtG~('g>&  
    "4ri SxEyF  
    bN]+_ mF  
    C8Qa$._  
    F'4w;-ax  
    将第二面的圆锥系数改为-1 bpH^:fyLU`  
    zNxW'?0Z?  
    4) 创建LED光源 xv(9IEjt0  
    "Zl5<  
    JBE!j-F  
    光源类型为Random plane ; x:),P-~w  
    光线数为10000; .1KhBgy^K  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; [d(U38BI  
    形状选为椭圆; 8Kg n"M3  
    ADDSCY=,  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. r'^Hg/Jzt  
    半径选择60度 }1Gv)l7  
    类型选择 Lambertian xJ>fm%{5  
    形状选择 Elliptical $c]fPt"i  
    ^p[rc@+  
    波长选择默认默认波长 >O*IQ[r-  
    Power默认为1 watts :=u?Fqqws  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm /?@3.3sl_  
    /{+y2.{j  
    =e9>FWf>  
    LED光源设定办法 2NC.Z;  
    M?Dfu .t  
    X-6de>=   
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) Si8pzd  
    NidIVbT.A  
    _F>CBG  
    波长设定,颜色选为绿色 K@I D/]PF  
    "e.jZcN*  
    p1Jh0o8  
    功率设定(在Power units选择Watts) Yw^m  
    &;^YBW:I  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane \NgYTZ  
    ^ DaBz\  
    h"X;3b^ m  
    创建平面探测器(plane) qh9Z50E9  
    pT=JP> nd^  
    ZA0mz 65  
    AL9chYP}/  
    6) 创建分析面 (;T^8mI2  
    7HIeJ  
    h2Ld[xvCu%  
    >AVVEv18  
    光线滤光器设置 &]`(v}`]  
    3EJj9}#x"'  
    7) 执行光线追迹 [pbo4e,4O  
    [<n2Uz7MP  
    $xzAv{  
    B<5R   
    A)bWcB}U  
    nyQ&f'<   
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 FHj" nB  
    7j@Hs[ *  
    u+Y\6~=+  
    8) 优化设定 q]T1dz?  
    _Gn2o2T  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Q-_N2W ?  
    QoI3>Oj=  
    ^uKwB;@  
    '))0Lh l  
    k.uH~S_  
    定义变量
    SheM|I~de  
    KaPAa:Q  
    J%u=Ucdh  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) o} J&E{Tk  
    , ]bhyp  
    Sdp&jZY  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) T1ut"Zu  
    6eLR2  
    9) 优化 &v56#lG  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 '*K:  lx  
    YmL06<Mh  
    s2h@~y  
    ^yWL,$  
    }JF13beU  
    优化结束后会弹出如下报告 MLXNZd   
    /a{la8Ni  
    *:Y%HAy*  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ,f~J`3(&  
    &Y!-%{e  
    10) 光线追迹与结果分析 Ur9?Td'*>  
    6/5YjO|a  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    Vx$\hcG  
    xcd#&  
    8m-U){r!U^  
    yQ U{ zY  
    优化后透镜的面型如下: C^O VB-  
    透镜渲染效果
    Pr3qo4t.L  
    x3hB5p$q  
     
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