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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 oMUyP~1  
    38gHM9T xh  
    本文您将会学到如下内容: yP~O C|Z  
    透镜基本参数输入; Iq[ d5)M4  
    优化变量与评价函数设定; % >mB"Y,  
     优化; M[= #%U3*N  
     照度分析; ?BEO(;'  
    z'!sc"]W6  
    2. 操作流程 <hv {,1p-r  
    smJ#.I6/L  
    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。 < %t$0'  
    NbyXi3@v  
    Lj,!0 25  
    s?,\aSsU@  
    2) 创建透镜 x\R%hGt  
    ol7^T  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens <y!(X"n`  
    2," (  
    <CIy|&J6  
    rHMr8,J;  
    3) 输入透镜参数 Wu1">|  
    l2S1?*  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; ,WKWin  
    1M<;}hJ{/  
    RHIGNzSz  
    :W6R]y  
    o6@`aU  
    将第二面的圆锥系数改为-1 }R\;htmc;  
    jg3 X6/'  
    4) 创建LED光源 T:G8xI1 P  
    )bkJ[ '9  
    {I9<W'k{  
    光源类型为Random plane ; Es^=&2 ''  
    光线数为10000; 7A6:*  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; O~bJ<O=?  
    形状选为椭圆; +W}dO#  
    C U 8s*  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ebTwU]Nb  
    半径选择60度 !=B=1th4  
    类型选择 Lambertian 7FYq6wi  
    形状选择 Elliptical &~MM\,KML  
     ()`cW>[  
    波长选择默认默认波长 y/\0qQ/  
    Power默认为1 watts 62Q`&n6  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm enB 2-)< K  
    2$=I+8IL  
    "NOll:5"(  
    LED光源设定办法 FC&841F  
    .{t]Mc  
    -S6^D/(;  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 9_&N0>OF  
    J!"#N}[  
    8v12<ktR`  
    波长设定,颜色选为绿色 032PR;]  
    U+7!Vpq  
    FrL ;1zt  
    功率设定(在Power units选择Watts) +h?Rb3=S  
    AY)R2> fW%  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane N&YQZ^o  
    e00s*LdC  
    i^_?C5  
    创建平面探测器(plane) Q?WgGE4>  
    +T*]!9%<`:  
    -D^.I  
    UkzLUok]U  
    6) 创建分析面 Bm:N@wg  
    9|5>?'CqP  
    227 Z6#CF!  
    /vrjg)fer  
    光线滤光器设置 s& Lyg>>`  
    a$2 WL g,  
    7) 执行光线追迹 m14OPZ<3?-  
    2y` :#e`x1  
    j"wbq-n,7  
    daN#6e4Z+;  
    ?<h|Q~JH  
    > a"4aYj  
    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。 F2WMts  
    1WJ%n;  
    rG"QK!R5  
    8) 优化设定 AiOz1Er  
    Rf0F`D k  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 c,FhI~>R  
    vI1UFD D  
    l~j{i/>  
     Zzea  
    h6uv7n~4  
    定义变量
    w W1>#F  
    |p"4cG?)  
    |\] _u 3  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) 5l,Q=V^@l  
    fNNik7  
    q+)csgN  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) +E8}5pDt  
    >7j(V`i"y  
    9) 优化 g4=6\vg  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 F%F:Gr/  
    y jQpdO  
    = }6l.9  
    81&5g'  
     EWn\ ]f|  
    优化结束后会弹出如下报告 m~U2 L  
    XJ9l, :c,  
    ,.PW qfb  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ~G#^kNme  
    zyF[I6Gs  
    10) 光线追迹与结果分析 #M5[TN!  
    {nyVC%@Y  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    s\#eD0|  
    Z2soy-  
    u>I;Cir4  
    3G9AS#-C  
    优化后透镜的面型如下: +jIE,N  
    透镜渲染效果
    *3r{s'm  
    n]]!:jFC  
     
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