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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 =r.mlc``W  
    H{AMZyV0/d  
    本文您将会学到如下内容: R-RDT9&<  
    透镜基本参数输入; k $f Gom  
    优化变量与评价函数设定; Q3 eM2i8Y  
     优化; +E;2d-x*p  
     照度分析; X5]TY]  
    ncX/L[L  
    2. 操作流程 Sje wuIi1  
    =fYL}m5E  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 hx f'5uc  
    shH~4<15  
    Zo}y(N1K}  
    xxm%u9@s  
    2) 创建透镜 NziZTU}  
    dDD<E?TjD  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens yR~R:  
    +*n-<x5"  
    Qf| U0  
    v$)q($}p  
    3) 输入透镜参数 c=[O `/f  
    37q@rDm2  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; Rm5Kkzd0o  
    =B];?%  
    VN 'Wq7>6  
    ~=wC wA|1  
    S#b-awk  
    将第二面的圆锥系数改为-1 rFZrYm  
    k;EPpr-{  
    4) 创建LED光源 enTW0U}  
    O Lc}_  
    DS2)@  
    光源类型为Random plane ; pCu!l#J  
    光线数为10000; Ln.ZVMZ;  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; m$LVCB  
    形状选为椭圆; -L3|&O_  
    XG@`ZJhU6  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. "0EA;S8$8  
    半径选择60度 ;oNhEB:F  
    类型选择 Lambertian !~ZP{IXyo  
    形状选择 Elliptical ~RBrSu)  
    r{sebE\ ;  
    波长选择默认默认波长 ;&b%Se@#p  
    Power默认为1 watts 3:5DL!Sm8J  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm y#<MV H  
    /_\#zC[  
    P0i V<T4^  
    LED光源设定办法 !>(RK"KWq]  
    &W6^6=E{g  
    O3N_\B:  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) ,SScf98,j  
    >az;!7~cD  
    @cq`:_.[  
    波长设定,颜色选为绿色 9]>iSG^H  
    .la&P,j_L  
    o+?r I p  
    功率设定(在Power units选择Watts) GOSI3RRn  
    70B)|<$  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane CodSJ,  
    e#/kNHl  
    _}mK!_`  
    创建平面探测器(plane) 4.K'\S  
    v8I{XU@%  
    #*c F8NV-  
    Y& ] 8 {  
    6) 创建分析面 CkRX>)=py  
    H<ZU#U0FZf  
    RiO="tX'  
    Dz_eB"}  
    光线滤光器设置 "%@uO)A /  
    =Z sGT  
    7) 执行光线追迹 !7U\J]  
    N8!TZ~1$  
    (D{Ys'{q  
    a}d6o;li  
    ze'.Y%]  
    NNa1EXZ[  
    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。 fj 4^VXD  
    #^&jW  
    M0-,M/]l  
    8) 优化设定 =f:(r'm?r.  
    Gqyue7;0,  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ;t]|15]u  
    D22Lu ;E  
    {6xPdUhw  
    ~ H[%vdR  
    RP(/x+V  
    定义变量
    hN(L@0)  
    {@r*+~C3  
    EX?h0Uy  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) V+w u  
    }#=Od e  
    16@);Ot  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 135vZ:S  
    >Wh3MG6  
    9) 优化 oA~4p(  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 dALK0U  
    yty` 2$O  
    agaq`^[(P  
    C>*n9l[M~  
    M^H90GN)X  
    优化结束后会弹出如下报告 wq4nMY:#  
    ,w&:_n  
    p\U*;'hv  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 >;i\v7  
    <4zT;:NQ  
    10) 光线追迹与结果分析 6~W u`  
    d.pp3D 9/  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    *\LyNL(  
    JfTfAq]  
    i<u9:W  
    $o^e:Y , a  
    优化后透镜的面型如下: "g `nsk  
    透镜渲染效果
    PZ34*q  
    6.Bh3p  
     
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