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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 9KgGK cy%  
    Ub_!~tb}?  
    本文您将会学到如下内容: jFr[T  
    透镜基本参数输入; 7u|X . X  
    优化变量与评价函数设定; 2uln)]  
     优化; ZJ Ke}F`l  
     照度分析; i3[%]_eP.  
    RL|d-A+;  
    2. 操作流程 ^KRe(  
    a6<UMJ  
    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。 R5KOai!  
    yJRqX]MLA  
    6";ew:Ih^  
    AIU=56+I\  
    2) 创建透镜 NZW)$c'  
    (O@fgBM  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens :{Mr~Co*  
    f2f2&|7  
    (Q4hm]<  
    "z6 xS;  
    3) 输入透镜参数 K275{ydN  
    wS"`~Ql_  
    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; |T)  $E  
    +~[>Usf  
    !+(c/ gwBh  
    L#6!W  
    # X`t~Y'  
    将第二面的圆锥系数改为-1 LyuA("xB#  
    N7 ox#=g  
    4) 创建LED光源 qOs'Ljx6l  
    "pInb5F  
    h%UM<TZ]"  
    光源类型为Random plane ; L4t( Y7  
    光线数为10000; q*'-G]tH=  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; RE%25t|  
    形状选为椭圆; 9pMXjsE   
    _X]\#^UiO2  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. /:.p{y  
    半径选择60度 8quH#IhB  
    类型选择 Lambertian N eC]MW  
    形状选择 Elliptical 8c3/n   
    -SlAt$IJ  
    波长选择默认默认波长 zb,YYE1  
    Power默认为1 watts k((kx:  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 'A{B[  
    m 88(f2Ch  
    \ !qe@h<  
    LED光源设定办法 6c[Slq!KA  
    Q>g-xe 1  
    U9Gg#M4tY  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) +|6E~#zklY  
    :2*0Jh3_  
    !%/2^  
    波长设定,颜色选为绿色 #B6$ r/%  
    a^eR~efdu@  
    Uo0[ZsFD  
    功率设定(在Power units选择Watts) rKkFflOVO  
    Aj{G=AT  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane J 7HOSFwXn  
    4Dw| I${O  
    IO{iQ-Mg  
    创建平面探测器(plane) Fgw$;W  
    3U9leY'2N  
    wJg&OQc9  
    ,E &W{b  
    6) 创建分析面 Zjn![  
    [!j;jlh7},  
    8E|FFHNK<2  
    P/[}$(&:  
    光线滤光器设置 @@5Ju I-!  
    TUX:[1~Nf[  
    7) 执行光线追迹 r"W<1H u  
    7e:7RAX  
    YDaGr6y4i  
    :a*F>S!  
    )(h<vo)-zX  
    9Idgib&  
    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。 rU_FRk  
    98Im/v  
    b8h6fB:2  
    8) 优化设定 v M $Tn  
    &`}ACTY'P  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 = /kT|  
    NC%)SG \  
    k8w:8*y'.  
    7 aN}l QM  
    )AXa.y  
    定义变量
    ,A9{x\1!  
    t]6 4=  
    S~\u]j^%y  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) +K61-Div  
    / jN &VpDG  
    mU;\,96#  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) Bw4PxJs-  
    ,%]x T>kH  
    9) 优化 Z`yW2ON$'  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ;|.IUXEgcF  
    @\Yu?_a  
    [p96H)8YU  
    =%0r_#F%=  
    ktiC*|fd  
    优化结束后会弹出如下报告 9m}c2:p  
    qViolmDz  
    fHacVj J  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 =aRE  
    vL Qh r&I  
    10) 光线追迹与结果分析 9 [wR/8Xm  
    J0yo@O  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    Y -G;;~  
    ("_tML 8/p  
    -MItZ  
    BZRC0^-C@  
    优化后透镜的面型如下:  `AxhA.&V  
    透镜渲染效果
    (Q6}N'T  
    6Ej@;]^^-  
     
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