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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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    离线infotek
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 06-24
    1. 摘要 C/je5  
    J>Uzd, /  
    本文您将会学到如下内容: /o=,\kM  
    透镜基本参数输入; x#s=eeP1  
    优化变量与评价函数设定; (6S f#M  
     优化; .+TriPL  
     照度分析; sCF7K=a  
    ,0R2k `m!  
    2. 操作流程 (" +/ :  
    >4}2~;  
    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。 \XXS;  
    %<Q?|}  
    ET7(n0*P}]  
    c(<,qWH  
    2) 创建透镜 :,^pLAt  
    M1f ^Lx  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens &]2z)&a  
    32*FISH^  
    4f?Y'+>Z,  
    @|^2 +K/  
    3) 输入透镜参数  _,2P4  
    HLy}ta\  
    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; 2W=( {e)$  
    p 8q9:Tz  
    kFG>Km(y}  
    @Pc]qu  
    \KaWR  
    将第二面的圆锥系数改为-1 o(/(`/  
    Y+#e| x  
    4) 创建LED光源 3 T3p[q4  
    0Up@+R2  
    bTn7$EG  
    光源类型为Random plane ; fr0iEO_  
    光线数为10000; Zbp ByRyN  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; <4W"ne28  
    形状选为椭圆; ~OXC6z  
    wOy1i/oj  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. dsP1Zq  
    半径选择60度 %8T:rS  
    类型选择 Lambertian F%Lniv/N  
    形状选择 Elliptical d/GP.d  
    qYW{$K  
    波长选择默认默认波长 nr>g0_%m  
    Power默认为1 watts @awaN  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm pX]*&[X?  
    jG0{>P#+  
    nzTzc5 w  
    LED光源设定办法 "9 -duDg  
    +OF(CcA^  
    Es kh=xA {  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) HB$*xS1  
    FhZ&^.:  
    MO :##C  
    波长设定,颜色选为绿色 ,XW6W&vR;  
    NBR6$n  
    qB_MDA  
    功率设定(在Power units选择Watts) *_$%Tv.]  
    !b*lL#s,Y  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane \K)"@gdW  
    <GShm~XD2  
    :YB:)wV,P  
    创建平面探测器(plane) XQ<2(}]4  
    )}?'1ciHI  
    MjG=6.J|`  
    9oP8| <+  
    6) 创建分析面 *&B*/HAN  
    e+=Ojo#  
    !>/U6h,_  
    qyc:;3?wm  
    光线滤光器设置 uG3t%CmN  
    UUv&X+ Y  
    7) 执行光线追迹 ,:-S<]fS{_  
    zp4Jd"XBX  
    A5Yfm.Jy  
    l_u1 ~K  
    IBU(Hm1,  
    q:-8W[_  
    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。 sRo%=7Z  
    >  K,Q`sS  
    d>  Y9g  
    8) 优化设定 [Y*p I&f  
    A75IG4]  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Og%qv Bj 6  
    UioLu90 P  
    oj@B'j  
    Aa.bE,W  
    uKh),@JV  
    定义变量
    br<,?  
    ,a< !d  
    B4GgR,P@S  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) zp"sM z]  
    Fg Qd7p  
    I2%{6g@  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) sxl29y^*  
    ,jbj-b(  
    9) 优化 rjQV;kX>  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 }9>W41  
    vgHMVzxj  
    {DBgW},  
    2@1A,  
    (2QFwBW]  
    优化结束后会弹出如下报告 Kw&J< H  
    6I72;e ^!  
    .!,T> :R  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 g-meJhX%  
    e!ar:>T  
    10) 光线追迹与结果分析 r3/H_Z  
    xgL*O>l)  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    D^I%tn=F  
    *xM4nUu<~  
    >Rjk d>K3  
    jUZ84Gm{  
    优化后透镜的面型如下: lz faW-nu  
    透镜渲染效果
    X|7gj &1  
    ;->(hFJt  
     
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