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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 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 {l!{b1KJ  
    97\K] Tr  
    本文您将会学到如下内容: {*F =&D  
    透镜基本参数输入; k(^TXUK\o  
    优化变量与评价函数设定; mj e9i  
     优化; aaCRZKr  
     照度分析; #}B1W&\sw  
    W)bSLD   
    2. 操作流程 4gC(zJ  
    A03io8D6  
    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。 <!FcQVH+L  
    )Jk$j  
    @(35I  
    ]r 0j  
    2) 创建透镜 keRLai7h  
    He'VqUw_  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens X"d"a={]  
    #J3o~,t<  
    J-'XT_k:iM  
    }:c~5whN  
    3) 输入透镜参数 qMVuFw Phi  
    7r' _p$  
    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; '_4apyq|  
    %m f)BC  
    u8KQV7E  
    n/(}|xYU  
    G4 :\6fu  
    将第二面的圆锥系数改为-1 3%(r,AD  
    %n9ukc~$p  
    4) 创建LED光源 !ITM:%  
    ~Yg) 8  
    9#P~cW?  
    光源类型为Random plane ; >'q]ypA1  
    光线数为10000; "1^tVw|  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 9q$^x/z!  
    形状选为椭圆; -ak. wwx\  
    X9|*`h<  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. h7fytO  
    半径选择60度 0(Y,Q(JTo&  
    类型选择 Lambertian 4[x` \  
    形状选择 Elliptical AQ(n?1LU  
    )@I] Rk?  
    波长选择默认默认波长 W`vPf  
    Power默认为1 watts Ewr2popK  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 2e1%L,y{W  
    oY0b8=[  
    $dKfUlO  
    LED光源设定办法 ]zyT_}&  
    aW dI  
    )8g& lyT  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) mMllen  
    dtY8>klI  
    '@+q_v@Jl  
    波长设定,颜色选为绿色 U4-RI]Cpf  
    KG(FA  
    BNjMq  
    功率设定(在Power units选择Watts) YHom9& A  
    p<'pqf  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane /KC^x= Xv:  
    Mx6 yk,  
    BaI-ve  
    创建平面探测器(plane) ; % KS?;%[  
    6c(b*o  
    Q.eD:@%iE  
    3]9wfT%d  
    6) 创建分析面 qzORv  
    ./3/3& 6  
    (_FeX22+  
    9v;[T%%  
    光线滤光器设置  G$'UK  
    v)O].Hd  
    7) 执行光线追迹 l$j~p=S$F  
    Tf!6N<dRXR  
    @8m%*pBg  
    %7`eT^  
    ;PG= 3j_  
    MHt ~ZVH  
    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。 "2-D[rYZ  
    0[d*Z  
    /^jl||'H,:  
    8) 优化设定 ndDF(qHr  
    ^CQp5kp]  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 u@:[ dbJ  
    gV9bt ~  
    eB9&HD:  
    t+F_/_"B  
    J9tV|0  
    定义变量
    vJi<PQ6  
    `_1fa7,z  
    .Ow8C  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) ](n)bF+ym  
     9S9j  
    GSSmlJ`  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) T YR \K  
    1'p=yHw  
    9) 优化 & +k*+  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 jHE^d<=O^  
    #b)`as?!1  
    guf&V}&  
    X-" +nThMn  
    3:#6/@wQ  
    优化结束后会弹出如下报告 |Bi7:w  
    x)eF{%QB  
    ; }T+ImjA  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 m}D;=>2$  
    U}Puq5[ ?  
    10) 光线追迹与结果分析 >iG3!Td)y  
    Ylu\]pr9|C  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    nTtEv~a_n  
    OJA_OqVp$K  
    !fe_w5S^  
    #1*7eANfr  
    优化后透镜的面型如下: 0:I<TJ~P  
    透镜渲染效果
    `bV&n!Y_  
    r: >RH,  
     
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