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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 正序阅读 楼主  发表于: 06-24
    1. 摘要 r;m)nRu  
    $[yFsA6  
    本文您将会学到如下内容: SB)5@ nmS  
    透镜基本参数输入; |<O9Sb_  
    优化变量与评价函数设定; ;,]P=Ey  
     优化; 0:b2(^]bg  
     照度分析; *&f$K1p  
    -ig6w.%lk  
    2. 操作流程 3N_"rNKD  
    /q5:p`4{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。 o;?/HE%,[  
    'R_g">B.  
    XQS9,Hl  
    p ]d] QMu  
    2) 创建透镜 'e6WDC1Am(  
    +a*tO@HG  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens <qGu7y"  
    {GJ@psG*  
    l<N}!lG|  
    RZ+`T+zL  
    3) 输入透镜参数 [}&Sxgv  
    xNbPsoK  
    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; H<3I 5Kgt  
    v,ju!I0.  
    2p " WTd  
    :>=\.\  
    YY!Rz[/  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ,TFIG^Dvq  
    O?|gp<=d  
    4) 创建LED光源 KGg3 !jY  
    w4gg@aO  
    G.UI|r /Kz  
    光源类型为Random plane ; & \f{E\A#  
    光线数为10000; Hhh0T>gi  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; z[;z>8|c  
    形状选为椭圆; f`Fi#EKT  
    w`5xrqt@  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 0L/n?bf  
    半径选择60度 $ , u+4h  
    类型选择 Lambertian ,S!azN=  
    形状选择 Elliptical eow'K 821A  
    y`=]T>X&x  
    波长选择默认默认波长 <%" b9T`'  
    Power默认为1 watts 5s]. @C8  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm yNbjoFM.i  
    q*9!,!e  
    ~Rr~1I&mR,  
    LED光源设定办法 4H/fP]u  
    ,l)^Ft`5  
    8Q'0h m?  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) {lc\,F*$  
    V=*wKuB  
    1{JV}O  
    波长设定,颜色选为绿色 &e!7Z40w@&  
    N}t 2Nu-  
    hr)B[<9  
    功率设定(在Power units选择Watts) \QCJ4}\CS  
    ruld B,n  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 9c("x%nLpB  
    eYvWZJa4  
    NN?`"Fww  
    创建平面探测器(plane) y9Usn8  
    b"{'T]"*j  
    2_Z ? #Y  
    <Pi|J-Y  
    6) 创建分析面 6g)G Y"49  
    =aTv! 8</  
    !/]WrGqbS  
    2V#>)R#k  
    光线滤光器设置 Zo~  
    +O?KNZ  
    7) 执行光线追迹 #iHs* /85  
    ~S,,w1`  
    ,]d /Q<  
    0a XPPnuX  
     cHk)i  
    lE(a%'36  
    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。 pz.JWCU1  
    ~XmLX)vO/  
    B e0ND2oo  
    8) 优化设定 |M, iM]  
    ElW~48  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 |}di&y@-JI  
    85Otss/mM  
    ) iN/ua  
    fUA uqfj[  
    ?b>,9A.Z  
    定义变量
    yj.7'{mA  
    '|8} z4/g  
    Eu@huN*/  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) |#cm`v  
    "4{LN}`  
    2Tp1n8FV  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) HOJs[mqB%  
    /n{omx  
    9) 优化 +{f:cea (1  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 UKT%13CO4U  
    ORJIo  
    p o2!  
    zv\kPfGDK  
    ]rH\`0  
    优化结束后会弹出如下报告 Gsq00j &<Z  
    m!tbkZHQn0  
    L"1}V  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 wc}5m Hs  
    Ki$MpA3j   
    10) 光线追迹与结果分析 BMG3|N^  
    # Oc] @  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    iW%I|&  
    DpvI[r//'*  
    yy i#Mo ,  
    (mTE;s(  
    优化后透镜的面型如下: QLvHQtzwX  
    透镜渲染效果
    "8x8UgG  
    W_\5nF  
     
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