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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 .!lLj1?p  
    BG.8 q4[  
    本文您将会学到如下内容: 2ve<1+V_  
    透镜基本参数输入; car|&b  
    优化变量与评价函数设定; 'L9hM.+  
     优化; 0Krh35R_)F  
     照度分析; eLgq )  
    (~5]1S}F  
    2. 操作流程 0Y0`$   
    X&rsWk  
    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。 ci:|x =  
    ei=u$S.  
    Rg46V-"d,@  
    PQYJn x}  
    2) 创建透镜 0yMHU[):~  
    i-p,x0th  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ZWjje6  
    Bf+~&I#E  
    M$>Nd6,@N  
    '^7UcgugB  
    3) 输入透镜参数 X_bB6A6  
    KyP@ hhj  
    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; vo)W ziHh  
    Lc]hwMGR*  
    ;p <BiC$b  
    oOubqx  
    Vu4LC&q  
    将第二面的圆锥系数改为-1 =,qY\@fq  
    EKN<KnU%  
    4) 创建LED光源 ]-a/)8  
    'gD./|Z0  
    ,VUOsNN4\  
    光源类型为Random plane ; ni )G  
    光线数为10000; +<V$G/"  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; d|~'#:y@  
    形状选为椭圆; on5\rY<I:@  
    Iue=\qUK^  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. #}~?8/h!  
    半径选择60度 @7Ln1v  
    类型选择 Lambertian M _cm,|FF  
    形状选择 Elliptical S+mBVk"-~S  
    H0t#J  
    波长选择默认默认波长 (6[/7e)  
    Power默认为1 watts h. 4#C}> )  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ~+Cl9:4T  
    **AkpV)  
    At[SkG}b  
    LED光源设定办法 L >hLYIW  
    e8xNZG;  
    I.~=\%Z {  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) \S?-[v*{  
    4W E)2vkS  
    ]+w 27!  
    波长设定,颜色选为绿色 =1)9>=}  
    H ]](xYy.  
    *g:Dg I 2  
    功率设定(在Power units选择Watts) pV 8U`T  
    +R{~%ZTK  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane [{& OcEf  
    9j-;-`$S  
    T0b/txS  
    创建平面探测器(plane) P9S)7&+DL  
    GlJOb|WOX  
    Su +<mW  
    mT|r:Yr:  
    6) 创建分析面 y0) mBCX  
    +J A\by  
    UxMei  
    sdd%u~4,X  
    光线滤光器设置 `m"K_\w=/  
    Gtvbm  
    7) 执行光线追迹 YETGq-  
    I-kK^_0mV<  
    |GPY bxzc  
    ~Xr[d07bC  
    p-!/p#  
    ?a?4;Y!  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 o62GEl25  
    cmd7-2  
    8LuU2Lo  
    8) 优化设定 ds{)p<LpT  
    :r:x|[3.  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 m5P@F@  
    w-@6qMJ  
    }<'ki ;  
    lX 50JJwk  
    IkGM~3e  
    定义变量
    oIE3`\xS  
    1n.F`%YG  
    ^0I"  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) 7MKZ*f@x;  
    6]HMhv  
    -&%! 4(Je  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) ]4lC/ &nm  
    K&-u W_0  
    9) 优化 O[|X=ZwR:l  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 iUqD>OV  
    T7Ju7_q}  
    D_`~$QB`,  
    %hz5)  
    8ddBQfCY  
    优化结束后会弹出如下报告 kD((1v*D$  
    %qVD-Jln  
    p<FqK/  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 (d.M} G  
    N6*FlG-  
    10) 光线追迹与结果分析 :/>Zky8,k  
    lXVh`+X/l  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    OU?.}qc<wE  
    wRX#^;O9?>  
    '@^mesMG  
    rfh`;G5s  
    优化后透镜的面型如下: =66'33l2  
    透镜渲染效果
    * COC&  
    D|vck1C5,  
     
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