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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 正序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 PN=yf@<V3F  
    #u^d3 $Nj  
    本文您将会学到如下内容: jRc#>;dN  
    透镜基本参数输入; WkE;tC*  
    优化变量与评价函数设定; [E1I?hfJ  
     优化; P])O\<)J  
     照度分析; 3&f{lsLAC  
    /FY_LM  
    2. 操作流程 uDR(^T{g#  
    mDUS9>  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 fmh]Y/UC  
    v80 e]M!  
    ko$R%W&T  
    >b0}X)Z+U  
    2) 创建透镜 &CgD smJo#  
    "- AiC6u  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens =zdRoXBY[b  
    %|Vq"MW,I  
    +}]xuYzo  
    G8VWx&RE  
    3) 输入透镜参数 ?~"RCZ[;.f  
    ^<c?Ire  
    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; 0:nyOx(;  
    J c*A\-qC.  
    zKo,B/Ke4  
    Q =Z-vTD+  
    Ktoxl+I?  
    将第二面的圆锥系数改为-1 5K0Isuu>>  
    B4%W,F:@  
    4) 创建LED光源 hq|/XBd||  
    nL9m{$Zv  
    dXZV1e1b&#  
    光源类型为Random plane ; yo5|~"yZY  
    光线数为10000; tlE+G@|^  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; QM=X<?m/,=  
    形状选为椭圆; `3~w#?+=*  
    LaRY#9  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. SKGYmleR  
    半径选择60度 d bw`E"g  
    类型选择 Lambertian uv,t(a.^  
    形状选择 Elliptical o`G@Je_}x  
    ^XV$J-  
    波长选择默认默认波长 > #SQDVFf  
    Power默认为1 watts CQS34&G$a  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm S>nM&758  
    ;L|%H/SH  
    {A{=RPL  
    LED光源设定办法 }{s<!b  
    F9N)UW:w  
    c8A //  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) -3A#a_fu  
    .Gw;]s3  
    1qtu,yIf  
    波长设定,颜色选为绿色 sa{X.}i%E  
    U]O7RH  
    Z':}ZXy]  
    功率设定(在Power units选择Watts) wUab)L  
    j*xxOwf  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane >O?5mfMK  
    GHfsq|*j,Z  
    qhc3 oRe  
    创建平面探测器(plane) vzG(u_,9[  
    4gzrxV  
    %&0_0BU  
    3+rud9T  
    6) 创建分析面 @Pb!:HeJE  
    NLf6}  
    \hoYQK j  
    r&U5w^p  
    光线滤光器设置 ] X%T^3%G  
    <KlG#7M>  
    7) 执行光线追迹 gmd-$%"  
    0rP`BK|  
     E|P  
    )*Xd  
    U= QfInB  
    z)*7LI  
    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。 ?VaWOwWI  
    .93B@u  
    JL.noV3q$  
    8) 优化设定 lB3@ jF  
    HY|=Z\l"  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 :!Ea.v  
    #[=%+*Q  
    tj<a , l  
    :.u[^_   
    C^2J<  
    定义变量
    e !BablG[  
    ` 9iB`<  
    _ljdo`j#N  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) NWx.l8G  
    -SO`wL NV  
    $w%n\t>B  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) |1M+FBT$w  
    ii,/omn:  
    9) 优化 &\[3m^L  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 VEUdw(-?s  
    e&*< "WN  
    ;G 27S<Q  
    BM6 J  
    X"'c2gaa_  
    优化结束后会弹出如下报告 ;}/@ar7s3  
    D`|.%  
    YS7R8|  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ~QVN^8WPg  
    ah1DuTT/G  
    10) 光线追迹与结果分析 gtizgUS7  
    7soiy A  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    <[N"W82p  
    eYJ6&).F  
    X}!r4<;(  
    ~KtA0BtC  
    优化后透镜的面型如下: N001c)*7Q  
    透镜渲染效果
    E Z^eEDZ  
    IIn0w2:i  
     
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