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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 . "`f~s\G  
    +<f!#4T  
    本文您将会学到如下内容: :/i13FQ  
    透镜基本参数输入; ,~7+r#q7  
    优化变量与评价函数设定; qim|=  
     优化;  Rlx  
     照度分析; ;;n=(cM|z  
    <u2iXH5w  
    2. 操作流程 :c0 |w  
    bk4G+wGw  
    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。 qgsw8O&  
    gO m%?sg  
    M,bcTa8  
    %YI!{  
    2) 创建透镜 ( ALsc@K  
    ;V)94YT  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens SRc|9W5t*J  
    L'}^Av_+  
    {aWfD XB1  
    mNr<=Z%b  
    3) 输入透镜参数 nF{>RD  
    q'<K$4_,%  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; >s"kL^  
    KPs @v@5M  
    '2c4 4F)i  
    _D."KU|  
    _c6 zzGtH  
    将第二面的圆锥系数改为-1 iVb#X#  
    'C\knQ  
    4) 创建LED光源 ut;KphvSH  
    h_ J|uu  
    ^tKJ}}  
    光源类型为Random plane ; >rzpYc'~w  
    光线数为10000; )ia$pe s  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; NpF}~$2  
    形状选为椭圆; Y([vma>U]  
    0P6< 4  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. CF+:9PG  
    半径选择60度 3ZU<u;  
    类型选择 Lambertian -YP>mwSN?  
    形状选择 Elliptical ](H vx  
    $2\k| @)s  
    波长选择默认默认波长 kVb8$Sp  
    Power默认为1 watts haMt2S2_B:  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ^YG.eT6iG  
    :N([s(}!$2  
    $N1UEvC%Q  
    LED光源设定办法 &MsBcP[  
    27Ve$Q8]v  
    l+1GA0'JP  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) t'0dyQ%u  
    E64d6z^7u  
    *qm@;!C  
    波长设定,颜色选为绿色 A_WtmG_9  
    1RF? dv  
    hup< U+p  
    功率设定(在Power units选择Watts) V+kU^mI  
    U:.  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane z2QZ;ZjvRS  
    8Dq;QH}  
    f}c z_"o4  
    创建平面探测器(plane) H `V3oS~}  
    Bld$<uU  
    I(dMiL  
    iPxhDn<B  
    6) 创建分析面 @{Q[M3l  
    ''f07R  
    ='0f#>0Q  
    ji[O?  
    光线滤光器设置 t1)b26;  
    I9`R L Sn  
    7) 执行光线追迹 xPY/J#X$  
    "3*Chc  
    ,f4mFL0~N  
    6.Nu[-?  
    -T4{PM  
    d))(hk:  
    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。 6s833Tmb&r  
    N;A #3Ter  
    IPU'M*|Q  
    8) 优化设定 5O Ob(  
    |#x;}_>7  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ~a[]4\ m;  
    ,uD F#xjl,  
    z^Nnt  
    J<Wz3}w6  
    BYEqTwhT&  
    定义变量
    6u3DxFiTm  
    2,O-/A;tW*  
    (XJehdB0  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) oh`I$  
    aC>r5b#:  
    mD:d,,~  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) e_+`%A+-  
    J.:"yK""  
    9) 优化 5n r}5bum  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 `LnLd;Z  
    j-ugsV`2=*  
    )1O *~%  
    9u1)Kr=e  
    MQ2gzKw>  
    优化结束后会弹出如下报告 ^aDos9SyV  
    K;G1cFFyG  
    E$/`7p8)  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 673v  
    JGSeu =)  
    10) 光线追迹与结果分析 O{&5/xBA  
    |!dyk<}oIu  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    h$~ NPX  
    jDcE_55o  
    &529.>  
    Gu~y/CE'  
    优化后透镜的面型如下: |]DZc/  
    透镜渲染效果
    S D] d/|y  
    p{!aRB%  
     
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