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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 7R om#Kl:  
    D#&N?< }  
    本文您将会学到如下内容: F (:] lM|  
    透镜基本参数输入; wsfn>w?!V  
    优化变量与评价函数设定; ~7=w,+  
     优化; ;0\  
     照度分析; = P {]3K  
    N+ R/ti  
    2. 操作流程 YJrZ  
    "PPn^{bYm  
    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。 !7[Rhk7bW  
    +xtR`Y"  
    {mV,bg,}~  
    y#;@~S1W  
    2) 创建透镜 #9Dixsl*Q  
    w-MnJ(r  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Ndx  ]5  
    Nb;Yti@Y.  
    c=HL 6v<  
    D(<20b,  
    3) 输入透镜参数 J;BG/VI1  
    +#y[sKa  
    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; (@?PN+68|  
    xlaBOKa%  
    D8Vb@5MW  
    ;HaG-c</  
    #fYz367>  
    将第二面的圆锥系数改为-1 mYzq[p_|j  
    A5gdZZ'x  
    4) 创建LED光源 G P/3r[MH  
    ~8EG0F;t  
    p,9eZUGy  
    光源类型为Random plane ; /z+}xRS  
    光线数为10000; dKyX70Zy9  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Si]8*>}-B  
    形状选为椭圆; X/nb7_M  
    hU `H\LE  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. RyxIJJui  
    半径选择60度 KdOy3O_5N  
    类型选择 Lambertian ]E)gMf   
    形状选择 Elliptical 8a1G0HRQ  
    ,Tyh._sa  
    波长选择默认默认波长 %-:6#b z  
    Power默认为1 watts N|h}'p  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm w_I}FPT<(:  
    kqA`d  
    Os1(28rl  
    LED光源设定办法 _A \c 6#  
    E-i rB/0  
    xFS`#1  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) ZuF-$]oL&  
    kf$0}T`  
    u<\/T&S  
    波长设定,颜色选为绿色 hC8'6h  
    mY3x (#I  
    pUr.<yc&u  
    功率设定(在Power units选择Watts) u*&wMR>Crf  
    C sn"sf  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 6 9,;=  
    -`B|$ W  
    )fR'1_  
    创建平面探测器(plane) >9|/sH@W  
    @QMMtfeLj  
    x5 3 aGi|  
    z.pP~he  
    6) 创建分析面 \?)<==^  
    '8wA+N6Zr7  
    nYMdYt04sl  
    B}YB%P_CWs  
    光线滤光器设置 l>S~)FNwXJ  
    >e"CpbZ'  
    7) 执行光线追迹 -2mm 5E~N  
    X%S?o  
    i}+K;,Da:8  
    H{`S/>)[   
    N/mTG2'<  
    c ++tk4  
    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。 _w=si?q  
    x2[A(O=  
    a%sr*`  
    8) 优化设定 W)?B{\  
    aDTNr/I  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 /WB^h6qg  
    Ylll4w62N  
    Lu6!W  
    S=ebht=  
    *K'(t  
    定义变量
    Y|g8xkI}XB  
    sC48o'8(  
    tD.md _E  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) NI \jGR.  
    EV z>#GC  
    cRK1JxU  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) %<DXM`Y  
    kf>oZ*/  
    9) 优化 \SS1-UbL  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 } O8|_d  
    )VID ;l;4  
    N)03{$WM  
    yNP M-  
    NSUw7hnWvz  
    优化结束后会弹出如下报告 3VbMW,_&"  
    *pCT34'--  
    \IbGNV`q  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 V.6h6B!vB  
    B)O{+avu  
    10) 光线追迹与结果分析 n:,At] ky  
    [*Nuw_l  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    "m.jcKt  
    /\hybx'  
    #TM+Vd$  
    HP^<2?K  
    优化后透镜的面型如下: >uN{cohs  
    透镜渲染效果
    >f JY  
    |T atRB3>  
     
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