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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 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 S"@6,  
    I L7kpH+y  
    本文您将会学到如下内容: f+ZOE?"  
    透镜基本参数输入; WF*j^ %5  
    优化变量与评价函数设定; \D' mo  
     优化; GFE3p  
     照度分析; ^7ID |uMr  
    $L( ,lB  
    2. 操作流程 ~8 UMwpl-  
    aCH;l~+U  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 KPDJ$,:  
    @aN~97 H\  
    cAGM|%  
    S&-F(#CF^  
    2) 创建透镜 #g@4c3um|  
    o3\^9-jmp  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens KztQT9kY  
    _-H,S)kI`  
    y${`W94  
    [ _ `yy  
    3) 输入透镜参数 nh0gT>a>@  
    mXhC-8P  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; W`u @{Vb]  
    K@DFu5  
    +~YoP>  
    ;qy;;usa  
    =O"l/\c^  
    将第二面的圆锥系数改为-1 cZ !$XXA`  
    A-.Wd7^~*  
    4) 创建LED光源 7O%^4D  
    "[k>pzl6  
    op2Zf?Bx{+  
    光源类型为Random plane ; kG9aH Ww  
    光线数为10000; Vv5T(~   
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; /&G|.Cx  
    形状选为椭圆; ZwY mR=  
    Il>o60u1  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Y1>OhHuN  
    半径选择60度 c;]^aaQ+>  
    类型选择 Lambertian J#j3?qrxu  
    形状选择 Elliptical ^V9|uHOJoq  
    E}F-*go  
    波长选择默认默认波长 9ghUiBPiL:  
    Power默认为1 watts +t*I{X(  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm *' es(]W  
    dT&u}o3X  
    "Xwsu8~  
    LED光源设定办法 .}eM"Kv  
    ToKG;Ff4b  
    D+ .vg?8  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) MK! @ND  
    }#M>CNi'PU  
    Eb6cL`#N  
    波长设定,颜色选为绿色 {*g{9`   
    ]oz>/\!  
    @].!}tz  
    功率设定(在Power units选择Watts) x[)]u8^A  
    vaHtWz!P  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane sUR5Q/Q  
    t>LSP$  
    'r_Fi5[q  
    创建平面探测器(plane) _ MB/p  
    B]b/(Q+  
    9mn~57`y  
    @q># ]8  
    6) 创建分析面 VM&Ref4  
    l_9ZzN  
    VK,{Mu=.9  
    r~7}w4U  
    光线滤光器设置 `HYj:4v'  
    .q:6F*,1M  
    7) 执行光线追迹  @e\ @EW  
    So~QZ%YA  
    _akjgwu  
    z?VjlA(X  
    U7g,@/Qx  
    P|lDW|}D@  
    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。 /[/{m]  
    .!lLj1?p  
    +O8zVWr  
    8) 优化设定 lt]&o0>  
    qe e_wx  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Y[>h |@  
    ZFH-srs{  
    o@[o6.B<  
    qkp0'f*}  
    XDyo=A]  
    定义变量
    /F|VYl^_  
    j` * bz-  
    |yp^T  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) ,z`D}< 3  
    Rg46V-"d,@  
    "H@I~X=  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 0yMHU[):~  
    * uccY_  
    9) 优化 2>9..c  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 9jx>&MnWs  
    7i02M~*uS  
    L*4= b (3  
    y@2"[fo3~  
    U,fPG/9  
    优化结束后会弹出如下报告 M%Vp_ 0  
    nox-)e  
    kVt/Hhd9  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值  rf'A+q  
    dNqj|Vu  
    10) 光线追迹与结果分析 ZZ :*c"b:  
    i&%dwqp  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    QR~4Fe  
    ,VUOsNN4\  
    YD9vWk \/  
    [0kZyjCq@  
    优化后透镜的面型如下: E&L ml?@  
    透镜渲染效果
    SJ;{  Hg  
    2,Z@<  
     
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