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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 ADxje%!1O  
    TSJeS`I  
    本文您将会学到如下内容: ( +S-  
    透镜基本参数输入; UZ<.R"aK  
    优化变量与评价函数设定; /J"fbBXwY  
     优化; GXLh(d!C  
     照度分析; v}5YUM0H`  
    i,;a( Sy4  
    2. 操作流程 r4K_Wp  
    %Y/;jC Y  
    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。 rkh%[o 9"/  
    ~T9QpL1OJ  
    9I5AYa?  
    M4;M.zxJv  
    2) 创建透镜 TWRnty-C  
    n<)A5UB5-  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens s7jNRY V  
    iVVR$uzhH  
    ?|NsaW  
    [# X} (  
    3) 输入透镜参数 "`S?q G  
    eMEKR5*-O  
    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; $zhvI*0  
    y_Gs_xg  
    -=lL{oB1  
    <AJRU l  
    iz[IK%K  
    将第二面的圆锥系数改为-1 SY.koW  
    ^K8XY@{&  
    4) 创建LED光源 J_XkQR[Y  
    ?|`n&HrP  
    wmMn1q0F  
    光源类型为Random plane ; PktnjdFV  
    光线数为10000; U0|bKU  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; qUg/mdv&  
    形状选为椭圆; &{#6Z  
    b9wC:NgQx  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. _TJk Yz$  
    半径选择60度 uHZjpMoM  
    类型选择 Lambertian "-5FUKI-  
    形状选择 Elliptical <Vh5`-J  
    Qi qRx  
    波长选择默认默认波长 P uQ  
    Power默认为1 watts {65Y Tt%  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm S,'ekWVD  
    " :[;}f;  
    A;^{%S  
    LED光源设定办法 o5+7Lt]  
    %Zfh6Bl\X  
    t82*rC IB{  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) u ^2/:L  
    jCx*{TO  
    6Y.k<oem  
    波长设定,颜色选为绿色 ojJu a c4  
    3 UQBIrQ  
    RN&8dsreZp  
    功率设定(在Power units选择Watts) Mx 3fT>?  
    ,WoB)V.{(  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane l;h -`( 11  
    wXYT(R  
    R(}!gv}s  
    创建平面探测器(plane) =8]Ru(#Ig  
    iP9Dr<P  
    ;?-{Uk  
    plzwk>b_  
    6) 创建分析面 t`Xx\  
    |\C.il7  
    v9gaRqi8  
    tPw7zFy6r  
    光线滤光器设置 h-m0Ro?6  
    HuxvIg  
    7) 执行光线追迹 M%!j\}2A  
    20A:,pMb  
    {=Py|N \\t  
    2@&"*1(Xu  
    7 lq$PsC  
    bDegIW/'w  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 I'<sJs*p  
    YR)^F|G  
    ?]}=4  
    8) 优化设定 <rU+{&FKNL  
    cvpZF5mL]U  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 0h('@Hb.K#  
    \ov]Rn  
    %P *b&H^0  
    bvJ*REPL ?  
    Xi=4S[.4  
    定义变量
    y}W*P#BDO  
    I wu^@  
    4LJOT_  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) `y1,VY  
    "x3!F&  
    L_=3`xE _  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) %!L*ec%,  
    uBaGOW|Pl  
    9) 优化 "(a}}q 9-  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 PJh97%7  
    25;`yB$  
    .4=A:9  
    c,*a|@  
    7z8   
    优化结束后会弹出如下报告 woU3WS0  
    Q0""wR q'  
    EOGz;:b&  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 .n}k,da@(  
    [} %=& B  
    10) 光线追迹与结果分析 j2#B l  
    z)*\njYe  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    O(T6Y80pU  
    uF T5Z  
    ksqb& ux6  
    ! j0iLYo(*  
    优化后透镜的面型如下: %S%0/  
    透镜渲染效果
    >LFj@YW_)  
    *jy"g64j  
     
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