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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 ,vN0Jpf}\8  
    @['4X1pqt  
    本文您将会学到如下内容: MZ/PXY  
    透镜基本参数输入; P0/B!8x  
    优化变量与评价函数设定; C/sDyv$  
     优化; E#cW3\)  
     照度分析; 6Eu&%`  
    4h[S`;D0Vf  
    2. 操作流程 fUJ\W"qya  
    !edgziuO  
    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。 wd=xs7Dz<p  
    #9Fe,  
    :2n(WXFFI  
    x>$! R\Cj  
    2) 创建透镜 qL\*rYe<  
    N]p|c3D  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens INHN=KY{  
    FyZiiH4|  
    q|8p4X}/]  
    o`@B*, @  
    3) 输入透镜参数 ^edg@fp  
    ji &*0GJQ  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; <_|H]^o  
    B-OuBS,fwC  
    d\cwUXf J  
    0M?nXHA[  
    4't@i1Ll(  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ItoSORVV  
    JqDj)}fzX  
    4) 创建LED光源 B1&H5gxgN  
    [SW@"C!  
    x%;Q /7&$  
    光源类型为Random plane ; ?Z<2zm%qV  
    光线数为10000; JMMsOA_]  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; o6} +5  
    形状选为椭圆; t?-7Z6  
    6$'6x2,  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. `P`n qn  
    半径选择60度  MRB>(}  
    类型选择 Lambertian LRhq%7p7  
    形状选择 Elliptical t `4^cd5V  
    Yg;g!~   
    波长选择默认默认波长 \bh3&Z'.  
    Power默认为1 watts !(!BW9Zt+  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm X-Sso9/q.  
    t;DZ^Z"{  
    h>Z$ n`T  
    LED光源设定办法 @"~Mglgw  
    HA{-XPAWZ  
    ;z9(  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 5k`[a93T  
    !U"1ZsO)l  
    J3sO%4sYR  
    波长设定,颜色选为绿色 ksxacRA7\  
    ta+'*@V +G  
    }*n(RnCn  
    功率设定(在Power units选择Watts) -=E/_c;  
    }lgqRg)F9[  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane }P$48o VY  
    yaf&SR@7k{  
    'aB0abr|  
    创建平面探测器(plane) t|*PC   
    ^g,[#Rh  
    SnbH`\U"  
    dXh@E 7  
    6) 创建分析面 XM/P2=;  
    {rWu`QT  
    _%s_w)  
    *@Z/L26s;=  
    光线滤光器设置 D PnKr/  
    s,^?|Eo;0  
    7) 执行光线追迹 +w/Ax[K  
    |}*k|  
    Gvt.m&_  
    tg~&kaz  
    qEE3 x>&T]  
    f8! PeQ?  
    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。 ,{c9Lv%@J  
    ~?vm97l  
    +1p>:cih  
    8) 优化设定 &86km FA  
    DR9M8E  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ewgcpV|spn  
    yXNE2K  
    \%NhggS*  
    w\;=3C`  
    /U1GxX:P,  
    定义变量
    (0W%Y Z!&  
    QB@qzgEJ!,  
     ew4IAF  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) _]tR1T5e  
    ,ewg3mYHC&  
    *|Re,cY  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) n/s!S &  
    <uL?7P  
    9) 优化 v?<x"XKR  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 m7kDxs(KO  
    5v~Y>  
    rK~362|mo  
    AnPm5i.  
    5vY h~|  
    优化结束后会弹出如下报告 CBSJY&:K  
    a-Cp"pKlVY  
    pP?J(0Q~  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 > Q@*o  
    SBjtg@:G0n  
    10) 光线追迹与结果分析 ?9!tMRb  
    c ~YD|l  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    V{Idj\~Jh  
    $Miii`VS9  
    2O9dU 5b  
    X@9_ukdpu  
    优化后透镜的面型如下: yixW>W}  
    透镜渲染效果
    =Mn! [  
    U3kf$nbV/J  
     
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