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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 OT{qb!eYI  
    9%> H}7=  
    本文您将会学到如下内容: qYGnebn@\  
    透镜基本参数输入; %* vYX0W"  
    优化变量与评价函数设定; Uk6Y6mU V  
     优化; x4 4)o:  
     照度分析; ('OPW&fRG  
    ?U iwr{Q  
    2. 操作流程 ov*zQP  
    aq0J }4U  
    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。 ?K|PM <A  
    {jJUS>  
    +\\*Iy'xK  
    %4imlP  
    2) 创建透镜 D0us<9q  
    UVxE~801Y  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens K:465r:  
    rV[#4,}PF  
    8y/YX  
    @@'zMV%  
    3) 输入透镜参数 4~ZQsw `  
    0F0V JE  
    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; WK:~2m&y  
    f(|qE(  
    f&7SivS#  
    L7wl3zG  
    ipw_AC~  
    将第二面的圆锥系数改为-1 F, %qG,  
    ]J~37 35]  
    4) 创建LED光源 G5kM0vs6L  
    E )09M%fe  
    w`c9_V  
    光源类型为Random plane ; %0Ulh6g;Dt  
    光线数为10000; |.*),t3 (w  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Jr%u[d>  
    形状选为椭圆;  C!Y|k.`p  
    ~i fq_Ag.  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 7h&$^  
    半径选择60度 V%<<Udu<  
    类型选择 Lambertian `(_cR@\  
    形状选择 Elliptical slOki|p;  
    c<y.Y0  
    波长选择默认默认波长 [I4K`>|Z  
    Power默认为1 watts dY;^JPT  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm xX{uDMYa;  
    e\%QHoi>u  
    LCyci1\@  
    LED光源设定办法 (W5E\hjJ  
    )>\J~{  
    a_`E'BkgU  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) /21d%T:}  
    2 t< dCw  
    A AH-Dj|&l  
    波长设定,颜色选为绿色 ":Kn@S'{(  
    7B"J x^  
    ^t*+hFEI  
    功率设定(在Power units选择Watts) P9B@2#  
    P qagep d  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane HsR#dp+s~  
    prlB9,3|C  
    f8#WT$Ewy  
    创建平面探测器(plane) 28f-8B  
    ]vXIj0:  
    o!q9pt  
    ^W_}Gd<-#Y  
    6) 创建分析面 pnxjuDN7}x  
    -102W{V/T  
    V*=cNj  
    "<v_fF<Y  
    光线滤光器设置 HAf.LdnzS  
    !V+5$TsS  
    7) 执行光线追迹 \S=!la_T@m  
    j /)cdP  
    y z9`1R2c  
     ,H1J$=X'  
    }E*d)n|  
    6N~ jt  
    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。 `DG6ollp{  
    JEdtj1v{O  
    TbIM{X  
    8) 优化设定 ;FMK>%Zq  
    pcur6:8W!  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 t<ftEJU"'w  
    #xW%RF  
    Qc[[@=S%  
    6|T{BOW!d  
    **! lV]/  
    定义变量
    P^rSpS9  
    X2 M<DeF:  
    ])m",8d&T  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) .7ahz8v  
    kgr:8 5  
    Pk8L- [&v  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) ,=$yvZs4[]  
    :e+GtN?  
    9) 优化 <e/O"6='Z  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 5\R8>G~H  
    B|:{.U@ne  
    1Y}gki^F  
    =!#D UfQf  
     o<Y|N   
    优化结束后会弹出如下报告 ;2L=WR%  
    \lKQDct. -  
    "MoV*U2s,  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 pxI*vgfN7  
    s$H5W`3  
    10) 光线追迹与结果分析 hXz"}X n  
    ~{^A&#P  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    MYN1zYT6j  
    @'C)ss=kj  
    a.%]5%O;t  
    ik8e  
    优化后透镜的面型如下: \?3];+c9  
    透镜渲染效果
    OR?8F5o?p  
    })mez[UmZ  
     
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