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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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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 g_}r)CgG|  
    O&=?,zLO[  
    本文您将会学到如下内容: !Re/W ykY  
    透镜基本参数输入; l|`%FB^k  
    优化变量与评价函数设定; 9N|O*h1;u  
     优化; b<qv /t)$  
     照度分析; u2^ oXl  
    BlS0I%SN  
    2. 操作流程 m& DDz+g  
    Pq~"`-h7:  
    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。 inavi5.  
    '}*5ee](S  
    b+\jFGC%6=  
    z]> 0A  
    2) 创建透镜 XB-pOtVm  
    kIV/o  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 12aAO|]/~  
    Zr_{Z@IpU  
    2f>lgZ!  
    gEtD qq~y@  
    3) 输入透镜参数 |C@)#.nm[  
    o(w1!spA  
    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; ~wIVw}  
    2i#wJ8vrF  
    O,ZvV3  
    t<9oEjk["  
    )'xTDi  
    将第二面的圆锥系数改为-1 |]~tX zY  
    PIn'tV  
    4) 创建LED光源 i)P.Omr  
    ;Br8\2=$  
    j|9;") 1  
    光源类型为Random plane ; }%[TJ@R;  
    光线数为10000; {Q?AIp6u|  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 5UR$Pn2a2  
    形状选为椭圆; <0vQHND,3  
    }-k<>~FA  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. EkM?Rs  
    半径选择60度 <wxI>T}b  
    类型选择 Lambertian 4aGV1u+4  
    形状选择 Elliptical 0]{h,W3]@[  
    7am._K  
    波长选择默认默认波长 9]BpP0f\  
    Power默认为1 watts IP$^)t[  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ~;,]/'O  
    iCao;Zb  
    cUaLv1:HI  
    LED光源设定办法 e//28=OH  
    ?UoA'~=  
    |]HU$Gt S  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) ($' rV!}  
    9M:wUYHT  
    eP|:b &  
    波长设定,颜色选为绿色 b4!(~"b.  
    \i}n1Qd  
    S& 8gZ~B  
    功率设定(在Power units选择Watts) Q1IN@Db}y  
    aG8}R~wH&  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane @$gvV]dA  
    *Eu ca~%=  
    3/>McZ@OH  
    创建平面探测器(plane) &4sUi K"  
    `UMv#-Y8  
    FJKt5}`8  
    c~b[_J)  
    6) 创建分析面 ~ d^+yR-  
    WZ'8{XY8  
    p@/!+$^{  
    a Umcs!@  
    光线滤光器设置 NQ !t`  
    w#U3h]>,  
    7) 执行光线追迹 5Y#yz>B@ ]  
    .6+j&{WNo!  
    bdk"7N  
    9kuL1tcY  
    W`^'hka  
    <33[qt~  
    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。 ;hJTJMA6/6  
    a9mLPP  
    X{P_HCd  
    8) 优化设定 FF6[qSV  
    rXuhd [!(P  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 DGj:qd(  
    m:d P,  
    ] NL-)8u  
    Y[i>  
    +^Eruv+F  
    定义变量
    v#@"Evh7  
    f%` =>l  
    3_~V(a  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) g+t-<D"L5  
    $IA(QC_]AO  
    >y"W(  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) @X?DHLM  
    L TZ3r/  
    9) 优化 h^D? G2O  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 W~aVwO'(  
    AIR,XlD  
    O;9u1,%w  
    I!dA{INN  
    G)]'>m<y  
    优化结束后会弹出如下报告 f)l:^/WP+  
    0=#:x()e  
    7/a[;`i*!  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 U748$%}]  
    F$ShhZgi  
    10) 光线追迹与结果分析 CeSr~Ikg|  
    #wK {G)J  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    I?uU }NK  
    %B}Q.'  
    9u^PM  
    I'HPy.PV  
    优化后透镜的面型如下: ;e4 15T  
    透镜渲染效果
    R2vT\ 6xv  
    }pdn-#  
     
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