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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 Z7rJ}VP  
    gF=jf2{YX  
    本文您将会学到如下内容: d6{Gt"  
    透镜基本参数输入; tY${M^^<J  
    优化变量与评价函数设定; ^mWybPqx  
     优化; 5<pftTcZ  
     照度分析; 5vAf7\*  
    u=F+(NE"  
    2. 操作流程 hf/2vt m  
    AUVgPXOwd  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 /M~!sPW&?  
    Z v_.na/^K  
    , ^F)L|  
    XIo55*  
    2) 创建透镜 `(+o=HsD  
    {CG_P,FO  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ,B(7\  
    5AS[\CB4  
    r)9Dy,  
    PjT=$]  
    3) 输入透镜参数 -! ;l~#K=  
    @l1  
    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; E9|eu\  
    GuZ ( &G6*  
    X{n- N5*  
    ECdvX0*a  
    etT +  
    将第二面的圆锥系数改为-1 b*;"q9u5  
    zsU=sTsL  
    4) 创建LED光源 n%R;-?*v  
    b `2|I {  
    - K%,^6  
    光源类型为Random plane ; K3uG2g(>2  
    光线数为10000; "'8KV\/D  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; pL1Q7&&c0  
    形状选为椭圆; n?\ nn3  
    !Fw?H3X!"q  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. qmTb-~  
    半径选择60度 (>6*#9#p  
    类型选择 Lambertian >-_d CNZ  
    形状选择 Elliptical *#%9Rp2|  
    uPYmHA} _/  
    波长选择默认默认波长 x\&`>>uA  
    Power默认为1 watts HkV1sT  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm QB:i/9  
    MS(JR  
    ~^u16z,  
    LED光源设定办法 [S.ZJUns  
    >e2<!#er|  
    nJRS.xs  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) l no vykR  
    {GvTfZfp  
    )eUW5 tS  
    波长设定,颜色选为绿色 [s9O0i" Y  
    +,o0-L1D  
    Y+4o B  
    功率设定(在Power units选择Watts) {X2`&<i6  
    uj%skOD6Z  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane e *(b  
    "dR |[a<#g  
    *Ype>x{  
    创建平面探测器(plane) #-3=o6DCK  
    mcz+ P |  
    ,+qVu,  
    *Nyev]8  
    6) 创建分析面 bifS 2>c  
    &U+ _ -Ph  
    9Rm/V5  
    =fm]Dl9h*  
    光线滤光器设置 )uv=S;+  
    $Vc~/>  
    7) 执行光线追迹 st"{M\.p  
    =0 @&GOq  
    |AlR^N  
    LPG`^SA  
    V{|}}b?w?  
    < RCLI|  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 :{NC-%4o0  
    c}3W:}lW  
    =9kN_:-  
    8) 优化设定 izKfU?2]X@  
    X7,PEA  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 =%zLh<3v  
    {bO|409>W  
    [2ax>Yk$  
    BmHwu{n'  
    3nY1[,  
    定义变量
    jBaB@LO9G  
    2F%W8Y 3  
    .(J?a"  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) 8/z3=O&  
    +0),xu  
    :V2bS  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) Ro2d,'   
    AxxJk"v'y  
    9) 优化 D>Gt]s  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 \A `hj~  
    ExHKw~y9  
    .I}:m%zv  
    sH[ -W-  
    SWp1|.=Sm  
    优化结束后会弹出如下报告 IrMl:+t\  
    yL;M"L  
    56 l@a{  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 v(OBXa9  
    l!#m&'16"  
    10) 光线追迹与结果分析 86f2'o+  
    #_mi `7!B#  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    (M =Y&M'f  
    UD~p'^.m_  
    TpA\9N#$  
    T32BnmB{  
    优化后透镜的面型如下: .qk]$LJF7  
    透镜渲染效果
    s:00yQ  
    smG>sEp2  
     
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