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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 n\k6UD  
    O8+e: K[D  
    本文您将会学到如下内容: K|$Dnma^n  
    透镜基本参数输入; oL0Q%_9hW  
    优化变量与评价函数设定; jG=*\lK6  
     优化; pC,MiV$c"  
     照度分析; Kl.xe&t@j  
    zA[6rYXY  
    2. 操作流程 O[[:3!6q  
    ;8m_[gfw  
    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。 "<b~pfCOQk  
    rQT@:$ )  
    H|>dF)%pj  
    F[/Bp>P7  
    2) 创建透镜 l{wHu(1  
    v{4K$o  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 9Mo(3M  
    oj*5m+:>a  
    Omo1p(y  
    ! 7,rz1s73  
    3) 输入透镜参数 |__\Vn  
    1c);![O  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; +P,hT  
    q%8%J'Fro  
    a>A29*q  
    + 5E6|  
    ") kE 1D%  
    将第二面的圆锥系数改为-1 \YO1;\W  
    ,^,KWi9  
    4) 创建LED光源 lC&U9=7W  
    %!$ua_8  
    [O*5\&6  
    光源类型为Random plane ; f h05*]r  
    光线数为10000; A,-UW+:  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; \y?Vou/  
    形状选为椭圆; cl4`FU  
    s6SG%Vd  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. J$6tCFD  
    半径选择60度 g2L^cP>2  
    类型选择 Lambertian \/,54c2  
    形状选择 Elliptical FyYD7E  
    QXx<Hi^ /  
    波长选择默认默认波长 %g7 !4  
    Power默认为1 watts G]5m@;~l5  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm Q#NXJvI  
    B$A`-  
    $I&DAGV0  
    LED光源设定办法 =N,9#o6^  
    o>x*_4[  
    7z!|sPW](b  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) y7aBF13Kl  
    Sz4YP l  
    =YlsJ={h  
    波长设定,颜色选为绿色 M@@l>"g@  
    >mRA|0$  
    6W&huIQ[  
    功率设定(在Power units选择Watts)  M\zM-B  
    x zmg'Br  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane zs!,PQF(  
    lN$#lyy  
    &~oBJar  
    创建平面探测器(plane) h-u63b1"?  
    :'RmT3  
    <A?- *  
    _jt>%v4}4  
    6) 创建分析面 MHo(j%I1E  
    rn3GBWC_C  
    M.|O+K z  
    "<6X=|C  
    光线滤光器设置 _bB:1l?V  
    qP? V{N  
    7) 执行光线追迹 q_PxmPE@3v  
    \fG?j@Qx  
    ${\iHg[vZ  
    :tclYX  
    @-y.Y}k#$~  
    KSsv~!3Yf  
    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。 4DaLt&1  
    >jxo,xz  
    }gw \w?/  
    8) 优化设定 V'TBt=!=]  
    +\~.cP7[  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 $g? ]9}p  
    ktX\{g!U  
    C-Y~T;53  
    E`68Z/%  
    J`/t;xk  
    定义变量
    ! h7?Ap  
    bHx09F]  
    D"kss5>w  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) -Lh\]  
    vsc)EM ]  
    KLVkPix;$  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 3ZRi@=kWz  
    }pk)\^/w/  
    9) 优化 n.+%eYM<  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 m~`d<RM/  
    ]o}g~Xn  
    :&*Y Io  
    /SDN7M]m!  
    J^t-pU  
    优化结束后会弹出如下报告 -E, d)O`;$  
    V`*N2ztSL  
    39 D!e&  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 kpT>xS^6<  
    Zj,1)ii  
    10) 光线追迹与结果分析 OU2.d7  
    ~<[$.8*  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    @~t^zI1  
    ZBw]H'sT  
    (9gL  
    qfJi[8".  
    优化后透镜的面型如下: bs_>!H1  
    透镜渲染效果
    aMa ICM  
    ]B8`b  
     
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