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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 ' 1P_*  
    ^ fK8~g;rB  
    本文您将会学到如下内容: D{BH~IM  
    透镜基本参数输入; Qg 6m  
    优化变量与评价函数设定; W\~ZmA.  
     优化; &KR@2~vE  
     照度分析; t 1C{  
    nj7Ri=lyS  
    2. 操作流程 Cc Ni8Wg_  
    3}twWnQZJ  
    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。 ?U-p jjM  
    ;;nmF#  
    m(OBk;S~   
    )1x333.[c  
    2) 创建透镜 ui 2RTAb  
    UO:>^,(j  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens `SW`d<+L  
    Ds}6{']K  
    =?*V3e3{  
    RuRJjcnY  
    3) 输入透镜参数 t&r?O dc&m  
    _cGiuxf #  
    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; qA30z%#z_  
    f4tia .  
    aO<d`DTyJ  
    P{>T?-Hj  
    Y(A?ib~K  
    将第二面的圆锥系数改为-1 J7cqnj  
    uwQ4RYz  
    4) 创建LED光源 UT{N ly8u  
    &H+<uYV  
    [e^i".  
    光源类型为Random plane ; 4P:vo$Cy  
    光线数为10000; P2s0H+<  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; uPo>?hpq+  
    形状选为椭圆; +M.|D,wg2  
    dO8Z {wfs  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. X*Q7Yu  
    半径选择60度 'Gt`3qG  
    类型选择 Lambertian V&}Z# 9Dx  
    形状选择 Elliptical >=Rb:#UM  
    7olA@;$  
    波长选择默认默认波长 ovfw_  
    Power默认为1 watts [R:O'AP}@}  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm K 6G n  
    U NAuF8>K  
    eBN>|mE4N  
    LED光源设定办法 >C&!# 3  
    ,}|V'y  
    tllg$CQ5  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) #UI`G3w<  
    j68Gz5;j  
    8'quQCx*=  
    波长设定,颜色选为绿色 Ux<h` s  
    D@ lJ^+  
    G?V3lQI1n  
    功率设定(在Power units选择Watts) p_nrua?  
    JC+VG;kcs  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 23fAc"@ B  
    _Ey8P0-I  
    #nxx\,i>  
    创建平面探测器(plane) 2>r.[  
    So 5{E 4[  
    aOuon0  
    ZEMo`O  
    6) 创建分析面 j>:T)zhyY  
    97 g-*K  
    @kK=|(OB'  
    BA5= D>T-  
    光线滤光器设置 KWYG\#S0]  
    ";xEuX  
    7) 执行光线追迹 +Q9HsfX/  
    ;K_B,@:'  
    m6 gr!aT  
    M]{!Nx  
    hh{liS% 10  
    e8#3Y+Tc  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 E}GSii%S  
     \X`P W  
    6]3 ZUH;  
    8) 优化设定 3$b(iI< "  
    Qi}LV"&L  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 _aGdC8%[  
    O^:h_L  
    r6)1Y`K=9  
    9..k/cH  
    ~_&.A*Jh  
    定义变量
    M}<=~/k`j  
    |{nI.>  
    w\ :b(I  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) ^`7t@G$ D  
    nX S%>1o,  
    2uTa}{/%  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) qw/{o:ce]  
    L_r & 'B  
    9) 优化 )-{~7@yqZ  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 @rMW_7[y  
    C"{on%  
    6b|`[t  
    &1{k^>oz  
    $Da^z[8e  
    优化结束后会弹出如下报告 THp `!l  
    |gz ,Ip{  
    X A|`wAGP  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 (?!0__NN;  
    57>ne)51  
    10) 光线追迹与结果分析 (`u!/  
    ni> ;8O]=  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    |DD?3#G01  
    o0L#39`' g  
    (ZK >WoV  
    (0Cszm.  
    优化后透镜的面型如下: ,LZ:y1z'V-  
    透镜渲染效果
    x,dv ~QU  
    d@tr]v5 B  
     
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