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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 MC,>pR{  
    r_YIpnJ  
    本文您将会学到如下内容: 45&8weXO:'  
    透镜基本参数输入; + S4fGT  
    优化变量与评价函数设定; VtOZ%h[#  
     优化; j|tC@0A  
     照度分析; <|?K%FP7Z  
    +ki{H}G21  
    2. 操作流程 fw;rbP!  
    KgW:@X7wvM  
    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。 ~r{5`;c  
    8J)xzp`*)  
    \Ofw8=N-2  
    @/&b;s73  
    2) 创建透镜 % },Pe  
    it2 a  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens J1XL<7  
    *MI*Rz?4  
    G4 G5PXi  
    @t1V o}c  
    3) 输入透镜参数 `Bn=?9  
    )f dE6  
    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; k-*Mzm]kb  
    RmI1`  
    C[WCg9Av  
    A?Wk  w f  
    P IXL6  
    将第二面的圆锥系数改为-1 A>VX*xd  
    p h[\)  
    4) 创建LED光源 MlW 8t[  
    KS*oxZ  
    YwcPX`eg  
    光源类型为Random plane ; D7"p}PD>~  
    光线数为10000; T#Z%y!6  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; YK{a  
    形状选为椭圆; Iak0 [6Ey  
    gK|R =J  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 2l5KJlfj>k  
    半径选择60度 htP|3B  
    类型选择 Lambertian :c8n[+5  
    形状选择 Elliptical _7a'r</@  
    7~M<cD  
    波长选择默认默认波长 8[ry |J  
    Power默认为1 watts D@X+{  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm XN,,cU  
    CVXytS?@x  
    KjB/.4lLq  
    LED光源设定办法 4e9q`~ sO  
    %]p6Kn/>  
    G%u9+XV1#  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) c-j_INGm  
     8RwX=  
    @6o]chJo  
    波长设定,颜色选为绿色 PNSMcakD  
    7 gB{In0  
    Kud'pZ{P  
    功率设定(在Power units选择Watts) 2k#t .-  
    *Dr5O9Y  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane "Mmf6hu  
    cjULX+h  
    5|$a =UIR  
    创建平面探测器(plane) }gf}eH  
    (fo Bp  
    /&ygiH{^  
    U/qE4u1J6M  
    6) 创建分析面 gdj^df+2F  
    UEzi*"-v2  
    [6(Iwz?  
    \|Dei);k  
    光线滤光器设置 &d`^ E6#  
    ;_<)JqUh  
    7) 执行光线追迹 +~2rW8  
    $M"0BZQ?y!  
    r{+aeLu  
    L*?!Z^k  
    G5]1s  
    #I`ms$j%  
    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。 +lO'wa7|3  
    \Rk$t7ZH  
    F@YV]u>N  
    8) 优化设定 %hT4qzJj  
    M:ai<TZ]  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Y9}8M27vQG  
    L~FTr  
    n+2J Dq|?p  
    |Svk^mq  
    w!q&  
    定义变量
    ]"x\=A  
    =g@9>3~{!  
    [5pCL0<c@  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) +AQDD4bu  
    Gm=>!.p  
    'UDBV  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) Nh)[r x  
    zsTbdF  
    9) 优化 `"y{;PCt_  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 I 8Y*@$h  
    ^GXEJU 7U  
    fCEz-TMW  
    9d[qh kPu)  
    k7bl'zic  
    优化结束后会弹出如下报告 @oH[SWx  
    IbdM9qo7  
    {},;-%xE  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 shi Hy*(v  
    h-'wV${b  
    10) 光线追迹与结果分析 ,8 SWe  
    DNth4z  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    By)3*<5a_  
    !7` [i  
    2bA#D%PHD  
    `facFt[\  
    优化后透镜的面型如下: ujx-jIhT_  
    透镜渲染效果
    cCng5Nq,c  
    |>s v8/!  
     
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