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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 xQu|D>kv87  
    $y8-JR~  
    本文您将会学到如下内容: M/?,Qii  
    透镜基本参数输入; vV}w>Ap[  
    优化变量与评价函数设定; %qoS(iO`h  
     优化; |"gL {De  
     照度分析; 0kkDlWkzo  
    p'K`K\X  
    2. 操作流程 j<p.#jkT  
    ,dIev<  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 ,QcS[9$  
    m-Eh0Zl>Z  
    8>v_th  
    @j/2 $  
    2) 创建透镜 _ox+5?>  
    FJ;I1~??  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens h:?^0b!@  
    oACAC+CP  
    Xqf,_I=V  
    pE5v~~9Ikv  
    3) 输入透镜参数 |\,OlX,  
    M13HD/~O  
    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; yix[zfQt0  
    h aAY=:  
    M R#*/Iw~  
    a`!Jq'  
    N6Mr#A-{  
    将第二面的圆锥系数改为-1 'C[tPP  
    ^m qEKy<  
    4) 创建LED光源 UkL1h7}a\  
    w' 7sh5  
    |b   
    光源类型为Random plane ; Pxlc RF  
    光线数为10000; xlI =)ak{  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ]@{Lx>Oh"  
    形状选为椭圆; dHnCSOM<  
    p#@#$u-  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 9kL,69d2  
    半径选择60度 C96/   
    类型选择 Lambertian z#*.9/y\^R  
    形状选择 Elliptical [l23b{  
    p `"k=tZ{  
    波长选择默认默认波长 r_T)| ||v  
    Power默认为1 watts @-$8)?`q  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm HlGSt$woX  
    (>al-vZ6A  
    FdU]!GO- X  
    LED光源设定办法 76nH)^%l<  
    '~[8>Q>  
    M>AxVL  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) `'YX>u/  
    @>2pY_  
    /DQYlNa  
    波长设定,颜色选为绿色 S_ATsG*(  
    ]  ,|,/~  
    #D`@G8~(  
    功率设定(在Power units选择Watts) d][ Wm  
    $dL..QH^K  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane '}.Yf_  
    `w@:h4f  
    DR#" 3  
    创建平面探测器(plane) o<G 9t6~  
    86ao{l6lC  
    {r^_g(.q  
    &\h7E   
    6) 创建分析面 /fI}QY1  
    Itl8#LpLM  
    y'R}  
    ;ArwEzo(  
    光线滤光器设置 tB_le>rhl  
    m^A2 8X7  
    7) 执行光线追迹 'a~@q~!  
    pj>R9zpn_  
    /3b *dsYsl  
    <kn 2  
    \v2!5z8|  
    E7Cobpm  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 U&^q#['  
    kCBtK?g  
    q W(@p`  
    8) 优化设定 QS#@xhH  
    T ,lM(2S[  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 =2R4Z8G  
    ;:;E|{e  
    e5L+NPeM6v  
    "Y&I#&$b\  
    o@meogkL  
    定义变量
    =ZgueUz,  
    =KE7NXu]-  
    opcanl9pSW  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) {[y6qQm  
    &[E\2 E  
    A7p4M?09  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) N`8K1{>BH  
    iq&3S0  
    9) 优化 ~1G^IZ6  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 RXgb/VR  
    LlTD =tJ0  
    i ;FKnK  
    8v$q+Wic  
    MO`Y&<g~A  
    优化结束后会弹出如下报告 E|O&bUMh  
    N ,~O+  
    ~D52b1f  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 sI>w#1.m/&  
     s*u A3}j  
    10) 光线追迹与结果分析 |#Gxqq'  
    E7uIur=g!  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    {##G.n\~  
    is.t,&H4P]  
    Wf~^,]9N  
    8}QM~&&.  
    优化后透镜的面型如下: (,Y[2_Zv  
    透镜渲染效果
    !0{SVsc)  
    GS;GJsAs  
     
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