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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 AVJk  
    <Kh\i'8  
    本文您将会学到如下内容: GWW@8GNI  
    透镜基本参数输入; )FP|}DCxQ  
    优化变量与评价函数设定; ! $iR:ji  
     优化; ;L[9[uQ[C  
     照度分析; }}2 kA  
    3UaP7p+d  
    2. 操作流程 Ao\Vh\rQkq  
    bXW)n<y  
    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。 9j 8t<5s  
    k@~-|\ooG  
    Y1~SGg7(@  
    ky#6M? \  
    2) 创建透镜 ~L1O\V i  
    8N`$7^^  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens e!8_3BE  
    6?lg 6a/eO  
    Yyo|W;a]  
    {aL$vgYT1  
    3) 输入透镜参数 98]t"ny [  
    g IKm  
    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; <d^7B9O?&w  
    WU4i-@Bm8  
    !$?@;}=  
    D 6]$P%t9  
    iF0a  
    将第二面的圆锥系数改为-1 g5Vr2  
    lEDHx[q  
    4) 创建LED光源 Lwcw%M]  
    Rf^cw}jU  
    GW#kaqC1  
    光源类型为Random plane ; Z:hrrq9  
    光线数为10000; &>jkfG  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; AN>`M?EQ  
    形状选为椭圆; L1xD$wl  
    _HK& KY  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. VB\6S G  
    半径选择60度  =s]{  
    类型选择 Lambertian ]*@$%iCPE  
    形状选择 Elliptical $.1'Ym  
    Zz-;jkX)  
    波长选择默认默认波长 $ ddYH  
    Power默认为1 watts 2P ?Iu&  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm %MJ7u}  
    \.a .'l  
    nc~d*K\!  
    LED光源设定办法 [J`G`s!  
    Zsogx}i-  
    Z ~9N  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) N]}+F w\5  
    +I n"OR%  
    2S6EDXc  
    波长设定,颜色选为绿色 ug,|'<G+  
    RG3G},Q   
    D,j5k3< #  
    功率设定(在Power units选择Watts) wKlCx  
    yTt (fn:;  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane } XU:DE  
    --YUiNhh  
    S1`0d9ds#  
    创建平面探测器(plane) Iq]6]  
    ~ p.W*skD  
    ()#tR^T  
    }.cmiC  
    6) 创建分析面 4_I{Q^f  
    TY\"@(Q|G  
    DB%AO:8  
    Wky STc  
    光线滤光器设置 TQd FC\@f"  
    K!K"}%/_  
    7) 执行光线追迹 Qsxkw  
    $ cK B+}  
    T\!SA  
    SzlfA%4+GR  
    yO;C3q  
    .0E4c8R\X  
    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。 0,$-)SkT  
    bM0[V5:jB  
    OG+r|.N;  
    8) 优化设定 yLO &(Mb  
    m'(;uR`  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 nYy}''l<  
    ';\gR/L  
    H L|s pl(c  
    [F)/mN  
    F2`htM@,  
    定义变量
    Ru^ ONw"  
    N%r L=zE  
    {dA ~#fW<  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) )g:,_1s)|  
    B/D\gjb  
    tP Efz+1N  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) )cK  tc  
    &<V_[Wh"  
    9) 优化 ,Q=)$ `%  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 JM-ce8U  
    bjPbl2K  
    Rs F3#H  
    b({Nf,(a2  
    e9`uD|KAS|  
    优化结束后会弹出如下报告 yEUNkZ5^  
    uz#PBV8Q  
    hHc^ZA  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 &:;;u\  
    TG63  
    10) 光线追迹与结果分析 ]fADaw-R  
    HA9Nr.NqC@  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    QI#*5zm  
    Z&]+A,  
    /LI~o~m1)  
    >1r[]&8  
    优化后透镜的面型如下: 9Z0CF~Y5  
    透镜渲染效果
    g{ v5mly  
    sUbz)BS#.  
     
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