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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 正序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 G#csN&|,  
    wBr0s *1I  
    本文您将会学到如下内容: D=3NI  
    透镜基本参数输入; MQI6e".  
    优化变量与评价函数设定; J[^-k!9M  
     优化; O)hNHIF  
     照度分析; 6(eyUgnb  
    H7uW|'XWz  
    2. 操作流程 :/u EPki  
    ~;MRQE  
    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。 H:CwUFL  
    n|8fdiK#}  
    5y.kOe4vH  
    FvRog<3X  
    2) 创建透镜 CrK}mbe  
    AH;h#dT  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ?@tp1?)  
    -ohqw+D  
    q$\KE4v"  
    gg<lWeS/3  
    3) 输入透镜参数 XXO   
    >2%!=q3)  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; +"Ka #Z  
    `}18A.K  
    At"@`1n_u'  
    O Qd,.m  
    Z/O5Dear/h  
    将第二面的圆锥系数改为-1 :X+7}!Wlo  
    Wq]^1g_  
    4) 创建LED光源 oh|Q&R  
    %?K'eg kp  
    wPyfne?~,  
    光源类型为Random plane ; Y\s@'UoVN  
    光线数为10000; iOw'NxmY  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; QO~!S_FRH  
    形状选为椭圆; @?TOg{:  
    iXI > >9  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. m#ID%[hg$  
    半径选择60度 :GK]"sNC  
    类型选择 Lambertian Gq?JMq#  
    形状选择 Elliptical ttgb"Wb%S  
    JT!-Q!O}O  
    波长选择默认默认波长 NU O9,  
    Power默认为1 watts |%Pd*yZA  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm [8[g_  
    I vO#tI  
    !2=< MO  
    LED光源设定办法 eX>x +]l6  
    eqV;4dhm  
    ]U82A**n  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 4'[/gMUkw  
    8!sl) R  
    :A"GO c,  
    波长设定,颜色选为绿色 'Y `or14E  
    /d*d'3{c  
    E {*d`n  
    功率设定(在Power units选择Watts) DJR_"8  
    ^z)p@sk#  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane $cflF@ 3  
    _e:c 22T'  
    z&Cz!HrS  
    创建平面探测器(plane) vL}e1V:  
    ' >4 H#tu  
    H85J MPZ7  
    EZypqe):/C  
    6) 创建分析面 *> LA30R*v  
    R.^ Y'TLyc  
    ](-zt9, N;  
    ~lib~Y'-  
    光线滤光器设置 ^Y,nv,gYn  
    #TS:| =  
    7) 执行光线追迹 Xs}.7  
    )B)e cJJ_  
    u0p[ltJ,  
    4MUN1/DId`  
    9X/]O<i,Es  
    t\S=u y  
    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。 -aPRL HR  
    i24t$7q  
    8}C_/qeM  
    8) 优化设定 -?z#  
    ;S0Kf{DN2  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 @S9^~W3G3  
    OGcq]ue  
    Ui|z#{8&  
    QNWGUg4*&  
    :<gC7UW  
    定义变量
    [] cF*en  
    h(C@IIO^;G  
    ?*LVn~y  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) lV".-:u_  
    =hY9lxW  
    'Y2ImSWj  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) '2XIeR  
    /Vdu|k=  
    9) 优化 y7^E`LKK  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 \:-"?  
    {;5\#VFg  
    WF] |-)vw  
    t03X/%H  
    }i._&x`):  
    优化结束后会弹出如下报告 P"[\p|[U  
    +R"Y~ m{F  
    `:.a5  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 n{$! ]^>  
    C&HN#Q_  
    10) 光线追迹与结果分析 F/ o }5H  
    r(j:C%?}C  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    G,!{Q''w  
     I9Lt>*  
    `l2h65\  
    MFeY}_d<  
    优化后透镜的面型如下: i"#pk"@`  
    透镜渲染效果
    QpCTHpZ  
    gz#2}  
     
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