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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 uTdx`>M,O  
    T@Bu Fr`]<  
    本文您将会学到如下内容: Y{Ff I+  
    透镜基本参数输入; {#.<hPXn  
    优化变量与评价函数设定; cP",szcY  
     优化; 5tI#UBha  
     照度分析; S:K$fFcJ  
    fsl ZJE  
    2. 操作流程 mm9uhlV8  
    s{Og3qUy  
    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。 csd9[=HW/Q  
    iT;Ld $!{f  
    pO/vD~C>  
    LOgFi%!6:  
    2) 创建透镜 }4g$ aTc  
    soRY M  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens dB)-qL8,2  
    =H`yzGt  
    Z2L7US -  
    i[?VF\Y(  
    3) 输入透镜参数 sf0\#Q  
    ]K3bDU~  
    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; ,#czx3?4  
    h<Ct[46,S  
    A0>r]<y  
    MgP&9  
    ,(RpBTV  
    将第二面的圆锥系数改为-1 (q0vql  
    Rt5,/Q0  
    4) 创建LED光源 o!ZG@k?#  
     &1f3e  
    (j~T7og  
    光源类型为Random plane ; 9[`c"Pd  
    光线数为10000; 7|o!v);uR  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; mrq,kwM  
    形状选为椭圆; -dWg1`;  
    Qqi?DW1)-  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 2cO6'?b  
    半径选择60度 bSz@@s.  
    类型选择 Lambertian )@p?4XsT4J  
    形状选择 Elliptical eZ$M#I=o  
    0~EGrEt  
    波长选择默认默认波长 LzJ`@0RrX  
    Power默认为1 watts #1C]ZV] B  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm w=CzPNRHH!  
    U{KnjoS  
    l[]cUE  
    LED光源设定办法 *T#^|<.XG  
    cRMyYdJ o  
    [!>9K}z,=  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 5*f54g"'  
    {n&n^`Em  
    A|,qjiEJCc  
    波长设定,颜色选为绿色 W"*2,R[}%  
    $hHV Ie]+  
    >gs_Bzy]  
    功率设定(在Power units选择Watts) b\KbF/ T  
    mo3A*|U  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane |d z2Drc  
    BG8/  
    1hlU 6 =Y  
    创建平面探测器(plane) k$ T  
    _Rb2jq(&0  
    ij|>hQC5i  
    ar\ K8mj  
    6) 创建分析面 `|Hk+V  
    wx[m-\  
    ,v 2^Ui  
    ^%!SKhRIK  
    光线滤光器设置 c_CVZR?  
    xkw=os  
    7) 执行光线追迹 'l`prp3  
    @tPr\F  
    rQ_]%ies8  
    x;sc?5_`  
    6D[]Jf,9  
    <5mv8'{L  
    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。 q*4U2_^.  
    w~'}uh  
    s*_fRf:  
    8) 优化设定 UPP"-`t  
    Q xA( *1  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 \'<P~I&p  
    !4cY^4>o  
    ]jm:VF]4  
    yci}#,nb  
    _{; _wwz  
    定义变量
    7)Vbp--b#  
    <ShA_+Nd  
    ."=p\:^j*  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) HzKY2F(,  
    ~@Q ]@8Tv\  
    @{q<"hT  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 8PH4v\tJEK  
    /gl8w-6  
    9) 优化 Z]R#F0"U  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 '2i !RT-  
    @tY]=pqn_  
    oSmETk\  
    "OK[uug  
    9M3"'^ {$  
    优化结束后会弹出如下报告 e3W~6P  
    1%*\*z  
    rD4 umWi  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 f+hHc8g  
    ^g|cRI_"  
    10) 光线追迹与结果分析 8{/.1:  
    6 iMJ0  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    mB"I(>q*M  
    Jy% ?"wn  
    E/a2b(,Tg  
    e2N K7  
    优化后透镜的面型如下: J ffaT_"\  
    透镜渲染效果
    Wh| T3&  
    j}",+H v  
     
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