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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 ,5`pe%W7  
    %6rMS}  
    本文您将会学到如下内容: FrXFm+8 F  
    透镜基本参数输入; [gI;;GW  
    优化变量与评价函数设定; } m5AO4:  
     优化; {nTQc2T?;  
     照度分析; xdw"JS}  
    $h"Ht2/ J  
    2. 操作流程 "#Ov!t  
    ".aypD)W  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 "BSSA%u?c  
    <5rs~  
    *9V;;bY#  
    J?4aSssE  
    2) 创建透镜 .PjJ g^^  
    hwgLJY?  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens `\!oY;jk  
    Q(Q .(  
    L,G{ t^j  
    \z'A6@  
    3) 输入透镜参数 44;ZX$HL  
    xe ng`!  
    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; zzmZ`Ya  
    'wh2787  
    mY[s2t  
    oS3}xT" U  
    V^Gz7`^  
    将第二面的圆锥系数改为-1 m=;0NLs4  
    ':al4m"  
    4) 创建LED光源 {|)u).n|  
    2(SK}<X  
    ?1%/G<  
    光源类型为Random plane ; _m3}0q  
    光线数为10000; /B>p.%M[&  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; NR3]MGBKv  
    形状选为椭圆; wkSIQL  
    0sxZa+G0o  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. g )H>Uu5@  
    半径选择60度 Cm)_xnv  
    类型选择 Lambertian gT 8^  
    形状选择 Elliptical H"v3?g`S%  
    oy+``W~  
    波长选择默认默认波长 8&?kr/_Vr  
    Power默认为1 watts j TVh`d< N  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm :5kgJu  
    ;uw`6 KJ  
    E+XpgR5  
    LED光源设定办法 9G)Sjn`AQ  
    gcLwQ-  
    Twscc"mK  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) `dB!Ia|  
    z=ItKoM*<  
    c;\}R#  
    波长设定,颜色选为绿色 WH`E=p^x4  
    ym*,X@Qg^  
    jpND"`Q  
    功率设定(在Power units选择Watts) @WcK<Qho  
    n<Vq@=9AE  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane '2`MT-  
    K.A!?U=  
    D$k<<dvv  
    创建平面探测器(plane) UdBP2lGd  
    \SB~rz"A  
    w&6c`az8  
    45cMG~]p  
    6) 创建分析面 %onUCN<O`  
    OC0dAxq  
    FmU>q)  
    e_Cns&  
    光线滤光器设置 Dx<">4   
     VlGg?  
    7) 执行光线追迹 x,kZ>^]&b  
    Z<j(ZVO  
    M>Y ge~3  
    :mwNkT2et  
    o+U]=q*|)$  
    u_0&`zq  
    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。 yc|j]?  
    7"L`|O?8)  
    Vq7L:,N9  
    8) 优化设定 %m8;Lh- X  
    eURy]  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 RS`]>K3t  
    TF)OBN~/  
    caA>; +aBH  
    eK }AVz}k  
    GyE-fB4C  
    定义变量
    n0o'ns  
    =M]f7lJ  
    H^Th]-Zl  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) C^uH]WO  
    :5/P{Co (  
    rh;@|/<l  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) NL})_.Og  
    6#NptXB  
    9) 优化 kYxb@Zn=|  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 qPgLSZv  
     T~I5W=y  
    {Vz.| a[T  
    K]mR9$/  
    :*GLLjS;  
    优化结束后会弹出如下报告 J \iyc,M<M  
    3?Ckk{)&  
    YyR)2j1O  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 $4yv)6G  
    zh2gU@"  
    10) 光线追迹与结果分析 w6F'rsko]  
    ?A|8J5E V  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    Z P\A  
    - i``yf?P  
    %vPs38Fks  
    YmP`Gg#> p  
    优化后透镜的面型如下: E}U[VtaC  
    透镜渲染效果
    yRQR@  
    B7"/K]dR:  
     
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