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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: 2024-10-11
    1. 摘要 9n]z h-  
     ]hpocr  
    本文您将会学到如下内容: |Kky+*  
    透镜基本参数输入; /Z';# G,z  
    优化变量与评价函数设定; i64a]=  
     优化; kIWQ _2  
     照度分析; P6&@fwJ<  
    4`)`%R$  
    2. 操作流程 Pni  
    U=\ZeYK.  
    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。 YK!nV ,  
    b? jRA^  
    ;| ##~Y.9  
    1`)ie%=  
    2) 创建透镜 tPIT+1.]z  
    ^s\(2lB\F  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 5"%r,GMU  
    7pH(_-TF  
    @G+Hrd6  
    {Lwgj7|~  
    3) 输入透镜参数 kngkG|du  
    TUHC[#Vb?  
    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; AP' Uc A  
    U']DB h  
    zPEx;lO$  
    xQ\/6|  
    /.9j$iK#  
    将第二面的圆锥系数改为-1 X|^E+ `M4  
    I:CnOpR>A  
    4) 创建LED光源 lM`M70~  
    =kH7   
    5+\[x`  
    光源类型为Random plane ; #|k;nFJ  
    光线数为10000; A&*lb7X  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; |b7 v(Hx  
    形状选为椭圆; NNLZ38BV7  
    izy7. (.a  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ;wwhW|A  
    半径选择60度 _TfG-Ae  
    类型选择 Lambertian MlaViw  
    形状选择 Elliptical %K8Ei/p\t]  
    B{$4s8XU  
    波长选择默认默认波长 f2ygN6(>  
    Power默认为1 watts dP63bV  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm :@x24wN/  
    = Ryh@X&  
    r CU f,)  
    LED光源设定办法 T;K@3]FbX  
    4Xi _[ Xf  
    }tA77Cm)45  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) QH@?.Kb_qU  
    f1w&D ]|S+  
    /\34o{  
    波长设定,颜色选为绿色 7s@%LS  
    C"}CD{<H]M  
    !)gTS5Rh:  
    功率设定(在Power units选择Watts) gEcRJ1Q;C  
    r'0IAJ-;  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane .RF ijr  
    qPqpRi  
    VM=A#}  
    创建平面探测器(plane) %EkV-%o*  
    l)tK/1 W  
    e/hA>  
    6-#<*Pg  
    6) 创建分析面 Gu[G_^>  
    &XAG| #  
    ;D.a |(Q  
    WO$9Svh8  
    光线滤光器设置 ~2u~}v5m7  
    D=Ia$O0.  
    7) 执行光线追迹 ]."~)  
    Y3@\uM`2#  
    gS{hfDpk,h  
    _`3'D`s  
    K;kaWV  
    mU0j K@^&M  
    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。 &/QdG= r+  
    XgRrJ.  
    tgmG#b*  
    8) 优化设定 \yt-_W=[  
    E57:ap)/  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 8T"C]  
    3h t>eaHi  
    qJV2x.!  
    t8SvU  
    LpRl!\FY$  
    定义变量
    3sr> ?/>:  
    UQ]WBS\  
    $Ro]]NUz|  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) w _zUA'n+  
    1^&qlnqH  
    I ACpUB  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 3"v k$  
    @o4+MQFn  
    9) 优化 pc9m,?n  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 i,#j@R@.C7  
    udw>{3>  
    2"0q9Jg  
    JF{yhx,+ p  
    2 I:x)  
    优化结束后会弹出如下报告 Pn?Ujjv  
    `N<6)MX3>g  
    j}P xq  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 %LI[+#QE  
    2AYV9egZ  
    10) 光线追迹与结果分析 9Q\CJ9  
    /~sNx  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    YY{0WWua  
    x<&2`=  
    o>Fc.$ngZ  
    bcx,K b  
    优化后透镜的面型如下: </xz V<Pi  
    透镜渲染效果
    M$Sq3m`{!  
    ~nQ=iB  
     
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