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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 正序阅读 楼主  发表于: 2024-10-11
    1. 摘要 VosZJv=  
    _ gj&$zP  
    本文您将会学到如下内容:  uF|3/x=  
    透镜基本参数输入; }|OaL*|u  
    优化变量与评价函数设定; /*FH:T<V  
     优化; Bq\F?zk<  
     照度分析; n: ui  
    C$h<Wt=<  
    2. 操作流程 *D}0 [|O  
    Fxs;Fp  
    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。 tc ;'oMUP  
    S^@S%Eg  
    olB)p$aH#  
    VZr>U*J[:  
    2) 创建透镜 H<hVTc{K  
    S_ MyoXV  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens g,t jm(  
    w27KI]%(  
    6k{2 +P  
    mYN7kYR}<`  
    3) 输入透镜参数 r`y ezbG  
    1d"Z>k:mn  
    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; Ei}/iBG@  
    J?@DGp+t  
    >WJf=F`_H  
    c .3ZXqpI;  
    _ nA p6i  
    将第二面的圆锥系数改为-1 iXu]e;6  
    ,[S+T.Cu  
    4) 创建LED光源 l& 4,v  
    0]KraLu"N  
    Va,<3z%O<  
    光源类型为Random plane ; F^"_TV0va  
    光线数为10000; q5h*`7f  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Ds #/  
    形状选为椭圆; 4a0:2 kIKa  
    fx=Awba  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. S= R7`a<.5  
    半径选择60度 WV3|?,y]qm  
    类型选择 Lambertian \P} p5k[  
    形状选择 Elliptical /kL $4CA  
    qPB8O1fyU  
    波长选择默认默认波长 mK+IEZV<3  
    Power默认为1 watts `p;eIt  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm s+Fi @lg,  
    )vmA^nU>  
    yKYUsp  
    LED光源设定办法 ~<<nz9}o_  
    S6}@I ,Q  
    U4m9e|/H;z  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) ]{"Br$  
    F:*W5xX  
    ZX ?yL>4  
    波长设定,颜色选为绿色 }X x(^Zh  
    56^ +;^f^`  
    ;^*Unyt[4]  
    功率设定(在Power units选择Watts) hjaT^(Y  
    8N:owK  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane !d<"nx[2`  
    D:k 3" E"S  
    o]nw0q?  
    创建平面探测器(plane) NCxqh<  
    `_b`kzJ  
    uwRr LF  
    <0yE 5Mrf  
    6) 创建分析面 y=In?QN{6*  
    .sQ=;w/ZA  
     O+%WR  
    uB!kM  
    光线滤光器设置 | 8qBm  
    Q{k At%  
    7) 执行光线追迹 )p!7 #v/@f  
    >iS`pb  
    J=pztASt  
    J_>w3uY  
    {Fzs@,|W.  
    jV(6>BAI_  
    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。 Zy|Mz&  
    Vy_2.  
    P&Pj>!T5  
    8) 优化设定 rr#K"SP  
    hFiIW77 s2  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 P"<U6zM\sP  
    9f\/\L  
    &$`yo`  
    L`th7d"  
    3!5Ur&  
    定义变量
    E*#]**  
    ]7;\E\o  
    w.& 1%X(k  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) nFe%vu8a  
    )sho*;_o  
    <C9 XX~  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) }K8/-d6  
    K |DWu8  
    9) 优化 ' B  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 *D'$"@w3  
    e^ lWR]v  
    ~+Z{Q25R  
    'ejvH;V3i  
    YC_1Ks  
    优化结束后会弹出如下报告 ho>k$s?  
    xoOJauSX1  
    /m!Cc/Hv  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 iS5W>1]  
    u*qV[y5Bl  
    10) 光线追迹与结果分析 0oEOre3^%  
    RxMH!^  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    31EyDU,W  
    P>9aI/d9  
    c{[q>@y pK  
    \^#~@9  
    优化后透镜的面型如下: F4Y @ B  
    透镜渲染效果
    9<K j6t_  
    JsO *1{6g  
     
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