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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: 06-24
    1. 摘要 [CTnXb  
    .97])E[U  
    本文您将会学到如下内容: ^7`BP%6  
    透镜基本参数输入; (=FRmdeYl1  
    优化变量与评价函数设定; c^5~QGuQ  
     优化; h,(26 y/s  
     照度分析; ob!P ;]T  
    ,=uD^n:  
    2. 操作流程 &.F4 b~A7  
    b.Os iT;_j  
    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。 ;gD})@  
    K$z2YJ%  
    #]-SJWf3  
    e_^26^{q  
    2) 创建透镜 \Zb;'eDv  
    mwO6g~@ `  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens #QZe,"C9`  
    b;L\EB  
    mupT<_Y  
    xPdG*OcX!  
    3) 输入透镜参数 i[i4h"$0  
    }czrj%6  
    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; XjBW9a  
    1Te %F+7  
    xnjf  
    hy9\57_#  
    #j;^\rSv-  
    将第二面的圆锥系数改为-1 SA:Zc^aV  
    4a&RYx  
    4) 创建LED光源 D2 #ZpFp"h  
    >:SHV W  
    J @`1TU  
    光源类型为Random plane ; 7o\@>rNWP  
    光线数为10000; NCveSP  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; A]*}HZ ,  
    形状选为椭圆; ip\sXVR  
    53_Hl]#qZ  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ~"gA,e-)  
    半径选择60度 JhYe6y[q  
    类型选择 Lambertian WpDSg*fk=Y  
    形状选择 Elliptical 1> ?M>vK  
    DmK57V4L^  
    波长选择默认默认波长 eNh39er  
    Power默认为1 watts , };& tR  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ]U?^hZ_  
    m5n #v  
    $L `d&$Vh  
    LED光源设定办法 yHYsZ,GE  
    "37lx;CH  
    `6;?9NI  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 3l]lwV  
    PJ')R:e,  
    kb%;=t2  
    波长设定,颜色选为绿色 BX/8O<s0  
    +:2klJ  
    4X/-4'  
    功率设定(在Power units选择Watts) W<{h,j8  
    m~BAyk^jo3  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane _ >?\DgjH  
    _{ue8kGt  
    Mc lkEfn  
    创建平面探测器(plane) 'd0~!w  
    BkAm/R  
    {L971W_L  
    :]K4KFM  
    6) 创建分析面 eSn+B;  
    c2SO3g\"i  
    D_2:k'4  
    -]Bq|qTH[(  
    光线滤光器设置 te`$%NRl  
    k?yoQL*  
    7) 执行光线追迹 $GV7o{"&  
    Y;eZ9|Ht9  
    %fZJRu 1b  
    Y>z>11yEB0  
    @)+AaC#-  
    W-f=]eWg  
    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。 .Z`R^2MU  
    ,]C;sN%~}  
    `cn#B BV  
    8) 优化设定 3d8L6GJ  
    ;<Sd~M4f  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Ufj`euY  
    1.JK3 3  
    w_c"@CjkE  
     'c&Ed  
    lgAoJ[  
    定义变量
    '6`3(TK.a  
    3yme1Mb  
    $p8xEcQdU#  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) ;a!S!% .h  
    udH7}K v  
    h^45,E C  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) GMx&y2. Z  
    1nM  #kJ"  
    9) 优化 OO\+J  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 )* :gqN  
    mUC)gA/  
    H'5)UX@LP  
    NX.6px17  
    Jrf=@m\dk  
    优化结束后会弹出如下报告 b6M[q_   
    5ta `%R_  
    w/<L Ag  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 )m+W j  
    ja'T+!k  
    10) 光线追迹与结果分析 NYUL:Tp  
    hFUlNJ  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    P[-E@0h)-t  
    +/7?HGf  
    hag$GX'2k  
    @7c?xQVd$  
    优化后透镜的面型如下: !n!*/[}X  
    透镜渲染效果
    l4YbKnp]  
    N% B>M7-=  
     
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