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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 M;w?[yEZ  
    vxFTen{-F  
    本文您将会学到如下内容: h.eM RdlO  
    透镜基本参数输入; 7ZxaPkIu&%  
    优化变量与评价函数设定; vb Y3;+M>  
     优化; 0(U#)  
     照度分析; 0AK,&nbF  
    dS2G}L^L  
    2. 操作流程 g.py+ ZFJ  
    r]@0eb   
    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。 uhyj5u)  
    j/`94'Y  
    =m89z}Ot  
    <"N_j]wD  
    2) 创建透镜 ]\-^>!F#K  
    fyTAou6hI  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens uvDzKMw~R  
    KWAb-yB  
    ">f erhN9  
    T>TWU:  
    3) 输入透镜参数 :Z`:nq.a  
    %^sTU4D5  
    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; &Z(K6U#.  
    :NJ_n6E  
    O[tvR:Nh  
    v+p {|X-  
    E_Z{6&r  
    将第二面的圆锥系数改为-1 T134ZXqqz  
    GjoIm?  
    4) 创建LED光源 )u))n#P  
    db'/`JeK b  
    zvABU+{jD  
    光源类型为Random plane ; HhO".GA  
    光线数为10000; mF` B#  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ;iDPn2?6?x  
    形状选为椭圆; f{SB1M   
    [MuEoWrq(}  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Y5fLmPza  
    半径选择60度 rG,5[/l  
    类型选择 Lambertian P[s8JDqu  
    形状选择 Elliptical  hi g2  
    5 ae2<Y=  
    波长选择默认默认波长 \u6^Varw  
    Power默认为1 watts Bl=tYp|a  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm aF03a-qw<  
    (O0Urm  
    apE   
    LED光源设定办法 CI3XzH\IX*  
    JN7k2]{  
    Jx'i2&hGN  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) JxyB(  
    L(X6-M:  
    *)+ut(x|#  
    波长设定,颜色选为绿色 aZ\UrV4,  
    a# c6[!   
    {rcnM7 S1L  
    功率设定(在Power units选择Watts) P./VmY'  
    ! !PYP'e  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane EI\9_}@,  
    jsNF#yE>  
    2)j0Ai%  
    创建平面探测器(plane) eI@ q|"U  
    2B,] -Mu)  
    S4=R^];l  
    j2 !3rI  
    6) 创建分析面 je]}R>[r5  
    2.d|G `  
    T~b>B`_  
    t=xOQ 8  
    光线滤光器设置 Gt wT  
    F4e:ZExJ  
    7) 执行光线追迹 J!DF^fLe  
    h&kZjQ&  
    Uo-`>7  
    'TA UE{{  
    9aJ%`i  
    5/O'R9A4  
    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。 x|{IwA9  
    #0Tq=:AE>  
    +d|mR9^([  
    8) 优化设定 Y F*OU"2U  
    JCW\ *R  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 5[Pr|AY  
    )$,"u4  
    ]G2uk`  
    *@TZ+{t  
    pBw0"ff  
    定义变量
    ;m2<eS`o'  
    hxS 6:5Uc  
    @UdfAyL  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) !`7B^RZ  
    5MSB dO  
    \8uIER5)  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) nB] >!q  
    Xj*vh m%i  
    9) 优化 F9*g=  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 u~)`&1{%  
    03j]d&P%d  
    UswZG^Wh  
    O3CFme  
    ,E.' o=Z  
    优化结束后会弹出如下报告 1$*%"5a  
    WF\)fc#;_o  
    L_w+y  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 jM:Y' l]  
    A0%}v*  
    10) 光线追迹与结果分析 ,<:!NF9  
    wd/< 8>2X  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    jV8q)=}*)  
    :eZh'-c?  
    B&N/$= 5m  
    YSaJeU>@  
    优化后透镜的面型如下: &gI~LP  
    透镜渲染效果
    R=T qj,6  
    >><.3  
     
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