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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 )!th7sH  
    FZ{h?#2?  
    本文您将会学到如下内容: *<$*"p  
    透镜基本参数输入; gDQ^)1k  
    优化变量与评价函数设定; B?eCe}*f;B  
     优化; xeg/A}yE  
     照度分析; px A?  
    GL>O4S<`  
    2. 操作流程 WA<v9#m  
    %8RrRW  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 fbyd"(V 8r  
    \0^Kram>  
    lF<]8m%F  
    v^sv<4*%  
    2) 创建透镜 !4ocZmj\  
    ]}>2D,;  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Hc;[Cs0  
    +r�  
    prUN)r@U   
    Fx]WCQo  
    3) 输入透镜参数 k90YV(  
    BwN0!lsF3  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; <.%4 ! }f8  
    3p$?,0ELH  
    Oz75V|D  
    WqR&&gz  
    ,5P0S0*{  
    将第二面的圆锥系数改为-1 s-NX o  
    M :=J^0  
    4) 创建LED光源 9sM!`Lz{  
    +X\FBvP&  
    (fhb0i-  
    光源类型为Random plane ; ?=u\n;w)  
    光线数为10000; {Ea b j  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; [DYQ"A= )d  
    形状选为椭圆; mn'A9er  
    `{gHA+B  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. !K#qeY}  
    半径选择60度 %6t:(z  
    类型选择 Lambertian `C,n0'PL.  
    形状选择 Elliptical HRpte=`q  
    xW+6qtG`  
    波长选择默认默认波长 8%:Iv(UMk  
    Power默认为1 watts [ XN={  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm m%0p\Y-/  
    Q@=Q0  
    Mg+2. 8%  
    LED光源设定办法 YByLoM*  
    wC"FDr+  
    M^A48u{,"  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) ),_@WW;k  
    )|cc X  
    9FF0%*tGo  
    波长设定,颜色选为绿色 "BAK !N$9  
    *nd!)t  
    v<k?Vu  
    功率设定(在Power units选择Watts) (xycJ`N  
    j<upRS,$  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane -$\y_?}  
    k``_EiV4t  
    2y75  
    创建平面探测器(plane) 3s*mbk[J  
    UB@Rs|)  
    $Ph|e)p  
    ]IaMp788  
    6) 创建分析面 =&6eM2>P  
    cUk7i`M;6  
    @b\$yB@z  
    MyOd,vU  
    光线滤光器设置 ~ZaY!(R<  
    VCYwzB  
    7) 执行光线追迹 4>YR{  
    KA5v+~  
    " > ypIR<  
    g_E$=j92v  
    %64 )(z  
    TT%M' 5&  
    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。 oE @a'*.\  
    @ 6\I~s(  
    D'>_I.  
    8) 优化设定 x%=si[P  
    5"VTK  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 #&+{mCjs  
    je\Ph5"  
    W<{h,j8  
    ]Ee?6]bN  
    m~BAyk^jo3  
    定义变量
    JBj]najN  
    _{ue8kGt  
    Mc lkEfn  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) (le9q5Qr.  
    B^=-Z8  
    ejKucEgD  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) uo:J\E  
    DDQx g  
    9) 优化 1y &\5kB  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 b1q"!+8y  
    Q>qUk@  
    d7^}tM  
    r wL`Czs  
    'ycJMYP8  
    优化结束后会弹出如下报告 [|wZ77\  
    ';Ea?ID  
    W.jGGt\<\  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 QpH'PYy  
    },?kk1vIT{  
    10) 光线追迹与结果分析 <\ y@*fg+  
    *tFHM &a  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    ?5__oT  
    @&!ZZ 1V8  
    Eh`7X=Z7E  
    2>9C-VL2  
    优化后透镜的面型如下: ~hH REI&  
    透镜渲染效果
    o#)C^xlQ  
    jwe*(k]z  
     
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