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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 vSo,,~ F  
    G9~ 4?v6:  
    本文您将会学到如下内容: S0lt _~  
    透镜基本参数输入; *$Z?Owl7  
    优化变量与评价函数设定; L1MG("R  
     优化; D0X!j,Kc  
     照度分析; 6&"GTK  
    I(qFIV+H R  
    2. 操作流程 whQJWi=ck  
    V17!~  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 .|KBQMI  
    Eo0/cln|  
    4V'HPD>=V  
    vSwRj<|CF  
    2) 创建透镜 j;EH[3  
    lB   
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens *~`BG5w  
    2I_~] X53[  
    6P0 2=  
    1P G"IaOb  
    3) 输入透镜参数 WIw*//nw  
     ^]?ju L  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; 3]pHc)p!.  
    D/Py?<n-B  
    r"`7ezun:  
    n]jw!;  
    ,k}(]{ -  
    将第二面的圆锥系数改为-1 gvFCsVv<{  
    1/J6<FVq  
    4) 创建LED光源 V}Ce3wgvA  
    &W*^&0AV  
    @ el  
    光源类型为Random plane ; 4-oaq'//BT  
    光线数为10000; 8;x0U`}Ez(  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; *$@u`nM  
    形状选为椭圆; =G`g-E2  
    H'&[kgnQ@  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. m{r#o?  
    半径选择60度 wv ^n#  
    类型选择 Lambertian m"wP]OQH*+  
    形状选择 Elliptical Sv!JA#Ag  
    ZKai*q4?  
    波长选择默认默认波长 9A *gW j  
    Power默认为1 watts Cl!9/l?z  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm "NTiQ}i  
    Yh; A)N p  
    >+):eB L  
    LED光源设定办法 / |isRh|  
    M[(pLYq:  
    S:1g(f*85  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) #@F.wV0  
    ?/8V%PL~$  
    J|`.d46  
    波长设定,颜色选为绿色 :TkMS8  
    S q{@4F}d  
    DKF '*  
    功率设定(在Power units选择Watts) c7RQ7\  
    HEw&'  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane !@ {sM6U  
    X!m lC51  
    L+}<gQJ(  
    创建平面探测器(plane) Zn[ppsz|  
    %< `D' V@  
    nkf7Fq}  
    .br6x ^\<  
    6) 创建分析面 W||&Xb  
    :aH5=@[!y  
    }Eh &'  
    o7@C$R_#  
    光线滤光器设置 <T&v\DN  
    B<0Kl.V  
    7) 执行光线追迹 !s:e  
    Hz)i.AA 4  
    F~eY'~&H}  
    ILqBa:J  
    KC)}M zt6_  
    b`@J"E}  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 /aIGq/;Y+a  
     {8h[Bd  
    qHvUBx0  
    8) 优化设定 o4wSt6gBcJ  
    ;#:AM;  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 W1EYVXN  
    O8 SE)R~  
    {`,)<R>}  
    ZJ.an%4  
    ESYF4-d+  
    定义变量
    >Fs/Wet  
    *ifz@8C }  
    keFH CC  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) 5~j#Z (}u  
    e .~11bx  
    T^(> 8/O  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 2;0eW&e   
    I2Imb9k~B  
    9) 优化 EC 1|$Co  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 aYDo0?kF'  
    hidQOh  
    ,[)l>!0\H  
     uxB`  
    hzRKv6  
    优化结束后会弹出如下报告 ^\&FowpP  
    ]!&$&t8.  
    %S'+x[ 4W  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 1m#.f=u{R  
    =^i K^)  
    10) 光线追迹与结果分析 8QZI(Xe9r  
    WTJ{M$  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    X%3?sH  
    Jv+w{"&  
    QXN_ ?E,g/  
    O9ps?{g  
    优化后透镜的面型如下: ');vc~C  
    透镜渲染效果
    _OyQ:>M6P  
    8-Y*b89  
     
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