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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 x$;I E  
    MM*B.y~TxZ  
    本文您将会学到如下内容: O:Ixy?b;Z  
    透镜基本参数输入; n@)Kf A)&  
    优化变量与评价函数设定; Xv%1W? >@/  
     优化; {m )$b  
     照度分析; dC7YVs_,#  
    5QjM,"`mp  
    2. 操作流程 \Y0o~JD  
    `H.~ # $  
    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。 J7`fve  
    .BR2pf|R  
    Wz~=JvRHh  
    .I"Qu:``  
    2) 创建透镜 ke sg]K  
    -r6cK,WVU  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ")t ^!x(v  
    G98P<cyD  
    "+g9}g  
    XvU^DEfW  
    3) 输入透镜参数 \<}4D\qz  
    avmuI^LLs  
    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; ?+]prbt)  
    !y&uK&1  
    6 K+DgNK  
    rff=ud>Jf  
    =z5'A|Wa=,  
    将第二面的圆锥系数改为-1 6V"|  
    $?.0>0 ,<  
    4) 创建LED光源 i|]Kw9  
    =q1=.VTn  
    /!l$Y?  
    光源类型为Random plane ; eD4qh4|u.  
    光线数为10000; }9k/Y/.  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; OT*C7=  
    形状选为椭圆; Ho}"8YEXNV  
    Tq\S-K}4!  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. -VqZw&"  
    半径选择60度 Z`UwXp_s  
    类型选择 Lambertian u?(@hUV.  
    形状选择 Elliptical :2'y=t#  
    wx a?.  
    波长选择默认默认波长 r\OunGUP  
    Power默认为1 watts G E=J Y  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm *Kpk1  
    $>PXX32  
    -YXNB[C  
    LED光源设定办法 yqEX0|V%  
    Mbj{C  
    emhI1 *}  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 8T7ex(w  
    +VJS/  
    |[)k5nUQ|  
    波长设定,颜色选为绿色 n(i Uc1Y  
    ;_o1{?~  
    y$ L@!r/s  
    功率设定(在Power units选择Watts) m#}41<  
    9g7d:zG  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane b`%3>  
    UZ5O%SF  
    [y(DtOR  
    创建平面探测器(plane) eGwO!Lv}B  
    iKJ-$x_5  
    6x'F0{U  
    p<eu0B_V  
    6) 创建分析面 o!]muO*Rm  
    7L%JCH#F  
    DFgQ1:6[  
    }McqoZ%F  
    光线滤光器设置 #?OJ9pyG'  
    InO;DA\  
    7) 执行光线追迹 v qt#JdPp9  
    7U9*-9  
    4YuJ-  
    yQT cO^E  
    ^(j}'p,  
    Y FJw<5&  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 C+0MzfLgf  
    * ~D|M  
    >>cb0fH5  
    8) 优化设定 i\zVP.c])*  
    TpAE9S  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ]u]BxMs  
    syJLcK+e  
    Qe[ejj1o:  
    "{;E+-/ aL  
    t@&U2JaL>W  
    定义变量
    ?*zDsQ  
    5*O*p `Ba  
    URd0|?t9^L  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) ~WjK'N4n5  
    HUA{ P%  
    NihUCj"  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) tx*L8'jlN  
    fT2F$U  
    9) 优化 o2 ;  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 *;&[q{hz  
    AMw#_8Y  
    ]\C wa9  
    >\7M f@c  
    vg-Ah6BC{  
    优化结束后会弹出如下报告 RoFOjCc>D.  
    S8j!?$`  
    :>|dE%/e$  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 kl~)<,/@  
    Ka_g3  
    10) 光线追迹与结果分析 |AQU\BUj  
    H|IG"JB  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    fTOGW`s^  
    8.!+Hm4  
    V0<g$,W=  
    8\X-]Gh\^  
    优化后透镜的面型如下: M!/!*,~  
    透镜渲染效果
    qs%UJ0tR  
    eJ%b"H!  
     
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