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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 rK7W(D}  
    YNSyi@  
    本文您将会学到如下内容: .NJ|p=fy  
    透镜基本参数输入; f1mHN7hxW  
    优化变量与评价函数设定; J~KX|QY.S  
     优化; H}Ucrv:  
     照度分析; @%1IkvJV  
     ~,"N[Q  
    2. 操作流程 4KXc~eF[M"  
    =O!|IAe#  
    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。 p3c"ZPO~z  
    BOvF)4`  
     G2`${aMS  
    P7:d ly[,q  
    2) 创建透镜 dAc ?O-~  
    3e%nA8?  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ACg;CTB b  
    lCJ6Ur;  
    i?>tgmu.  
    A`[@ 8  
    3) 输入透镜参数 y6-XHeU  
    %MZP)k,&U  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; g # S0V  
    ? }yfKU`  
    2N5`'  
    ^C/  
    5G[x}4U  
    将第二面的圆锥系数改为-1 |mhKIis U  
    nv0#~UgE#a  
    4) 创建LED光源 PT'MNH  
    :@eHX&  
    fE]XWA4U  
    光源类型为Random plane ; "?3`  
    光线数为10000; z.36;yT/  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; }rq9I"/L  
    形状选为椭圆; B(_WZa!  
    ;f1qLI  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. zF`3 gl.  
    半径选择60度 wM~H(=s`D  
    类型选择 Lambertian dtZE67KS  
    形状选择 Elliptical :g6n,p_#  
    aUc|V{Jp  
    波长选择默认默认波长 ) 1 m">s4  
    Power默认为1 watts ",yc0 2<  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm <lE?,jl  
    !4(zp;WY^  
    >yB(lKV  
    LED光源设定办法 )Ry<a$Q3  
    d\]Yk]r  
    wSEWwU[  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) *JX;|S  
    .uF[C{RnO  
    mh.+."<)F  
    波长设定,颜色选为绿色 ?QZ"JX])  
    [sF(#Y:I  
    i/H+xrCK  
    功率设定(在Power units选择Watts) eJ0?=u!x  
    3djC;*,9,  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ? *>]")[>  
    9QQyl\  
    z^<L(/rg9"  
    创建平面探测器(plane) Fv74bC %  
    q_kdCO{:df  
    ,m_WR7!$E  
    99xEm  
    6) 创建分析面 X5LBEOG  
    lf(`SYQnOY  
    6eFp8bANN#  
    Fqy\CMC  
    光线滤光器设置 A@hppaP!  
    ag-f{UsTy  
    7) 执行光线追迹 x'<K\qp{{  
    `h:34RC;  
    Dre2J<QL  
    9KWuN:Sg  
    #>lG7Ns|4  
    rf~Y6U?7  
    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。 d.UQW yLG  
    kQ1w5mCh  
    WOzf]3Xcj  
    8) 优化设定 6AG`&'"  
    >NYW{(j  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 [e[<p\]  
    BTgG4F/)  
    I[)%,jd  
    Wbr+ KX8)  
    W-NDBP:  
    定义变量
    Q></`QWpoB  
    o1 M$.*  
    J'$>Gk]  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) <-D/O$q  
    ry9T U  
    _XCOSomL`  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) T,aW8|  
    =[b)1FUp  
    9) 优化 BauU{:Sh  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 F*"}aP$  
    dXF^(y]l  
    7}M2bH} \K  
    .o) `m9/  
    I(S`j[U  
    优化结束后会弹出如下报告 a~'a  
    PRHCrHs  
    hzkcP  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 th;{V%:LW  
    :POj6j/  
    10) 光线追迹与结果分析 [Xb@Wh:yG  
    !pD*p)`s  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    bv&;R  
     }Y;K~J  
    |PC*=ykT3  
    |yx6X{$k  
    优化后透镜的面型如下: `@nl  
    透镜渲染效果
    Q~Hy%M%R3  
    #O+),,WS  
     
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