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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  F[115/  
    !3$Ph  
    本文您将会学到如下内容: '(kGc%  
    透镜基本参数输入; NXDdU^w7B  
    优化变量与评价函数设定; `>'E4z]-_  
     优化; >&e|ins^N  
     照度分析; F^&_O*"  
    c5<M=$  
    2. 操作流程 pb}QP  
    2>.B*P  
    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。 c&AA< 6pkv  
    +l2{EiQw  
    UbJ_'>hK6  
    Cz Jze  
    2) 创建透镜 yu<sd}@  
    ,K6s'3O(LW  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens  _*9eAeJ  
    A/W0O;*q  
    %-i2MK'A  
    wvcG <sj  
    3) 输入透镜参数 7:R8QS9  
    %[-D&flKC  
    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; |JSj<~1ki  
    y0M^oLx  
    5pI2G  
    tV9nC   
    %w=*4!NWb  
    将第二面的圆锥系数改为-1 0tC+?  
    GG5wiN*2S  
    4) 创建LED光源 6^s=25>p  
    xYRN~nr  
    O2q`2L~  
    光源类型为Random plane ; 7pMrYIP  
    光线数为10000; k!>MZ  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; a"0Xam  
    形状选为椭圆; 9h<];  
    x}i:nLhL  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. #O/ihRoaO  
    半径选择60度 D?)91P/R  
    类型选择 Lambertian PR|F-/o  
    形状选择 Elliptical mMS%O]m,|  
    D4ESo)15'  
    波长选择默认默认波长 _)yn6M'Dt  
    Power默认为1 watts 'mp@!@_  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm -[|R \'i  
    [DC8X P5 <  
    HbX>::J8  
    LED光源设定办法 c]v $C&FX  
    y9{KBM%h  
    G?jKm_`L  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) D/'kYoAEO  
    >Olg lUzA  
    %(MaH  
    波长设定,颜色选为绿色 7](,/MeGG  
    WId"2W3M  
    B<u6Z!Pp2  
    功率设定(在Power units选择Watts) [KLs} ~H  
    ARGtWW~:  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane [`BMi-WQ  
    --4,6va`e  
    >k"Z'9l  
    创建平面探测器(plane) R?b3G4~  
    Ly"u }e  
    +3dWnBg?  
    ]B/Gz  
    6) 创建分析面 {`2! 3= "  
    _ [su?C  
    Hm!ffqO_  
    9E5Ec~l  
    光线滤光器设置 9fj3q>Un,  
    gHpA@jdC*  
    7) 执行光线追迹 18f!k  
    D1rXTI$$  
    `U?" {;j {  
    UmUw>+A  
    2#1"(m{  
    dmI~$*  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 mSF>~D1_  
    OC34@YUj[  
    @M-i$ q[4  
    8) 优化设定 4r&DW'  
    }'L7<_  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 yB0xa%  
    _;L%? -2c  
    E w#UlA:"v  
    /~~aK2{^X~  
    (8T36pt~  
    定义变量
    W^#HR  
    B( r~Nvc  
    zGzeu)d  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) H3\4&q  
    hEUS&`K  
    4efIw<1_  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) /e5' YVP  
    Sggha~E2s  
    9) 优化 }p,#rOX:A  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 011 N  
    5:y\ejU  
    &O8vI ,M  
    )aSj!X'`;  
    >f+qImH  
    优化结束后会弹出如下报告 :{sy2g/+  
    a7$-gW"Z(,  
    v~E\u  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 {zzc/!|  
    pRR1k?  
    10) 光线追迹与结果分析 TQ`s&8"P  
    <14,xYpE  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    ?R-4uG[(  
    QAGR\~  
    oKyl2jg+,  
    <[.{aj]QV  
    优化后透镜的面型如下: 6sceymq  
    透镜渲染效果
    ?{=& Ro  
    ~dc o  
     
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