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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 Jr ,;>   
    5T_n %vz  
    本文您将会学到如下内容: t7dt*D_YqK  
    透镜基本参数输入; mPtZO*Fc  
    优化变量与评价函数设定; ,.83m%i  
     优化; hk(ZM#Bh  
     照度分析; Pmr5S4Ka  
    @uqd.Q  
    2. 操作流程 I {S;L  
    fcRxp{*zO  
    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。 3LJ+v5T~  
    j^j1  
    o/$}  
    W#4 7h7M  
    2) 创建透镜 H1pO!>M  
    QuF:p  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens \}u Y'F  
    c)TPM/>(p  
    F# ,90F'  
    %Q__!D[  
    3) 输入透镜参数 =w_Ype`  
    p*R;hU  
    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; =r?hg GWe  
    b,l$1{  
    0U(@= 7V  
    G\/zkrxmv  
    o]J{{M'E  
    将第二面的圆锥系数改为-1 F'={q{2wH  
    V%7WUq  
    4) 创建LED光源 Gv!2f  
    9-VNp;V  
    iW]j9}t  
    光源类型为Random plane ; }W C[$Y_@  
    光线数为10000; }>pknc?  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 3 Gp$a;g  
    形状选为椭圆; sQ UM~HD\a  
    4x=v?g&  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. a+[KI  
    半径选择60度 tzWSA-Li  
    类型选择 Lambertian APn|\  
    形状选择 Elliptical >Eyt17_H"n  
    Go`vfm"S  
    波长选择默认默认波长 )al]*[lY  
    Power默认为1 watts y2Q&s 9$Do  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ,uSMQS-O'4  
    &n}]w+w  
    }Sm(]y  
    LED光源设定办法 LiC*@W  
    !fV+z%:  
    7X`g,b!  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) <,3a3  
    1*P~!2h  
    /QK6Rac-  
    波长设定,颜色选为绿色 %+aCJu[k(z  
    L4@K~8j7  
    bQzZy5,  
    功率设定(在Power units选择Watts) L\6M^r >  
    -V*R\,>  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane x 77*c._3v  
    :(E@Gf  
    ]g#:KAqz  
    创建平面探测器(plane) JinUV6cr  
    mxvp3t \  
    8 `v-<J  
    h/QXPdV  
    6) 创建分析面 3H'sHuK"X  
    aj-Km`5r}  
    l] K3Y\#bP  
    j"8ZM{aO  
    光线滤光器设置 $f$SNx)),  
     g T6z9  
    7) 执行光线追迹 k90YV(  
    BwN0!lsF3  
    <.%4 ! }f8  
    3p$?,0ELH  
    : p1u(hflS  
    =1@u  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 ,5P0S0*{  
    s-NX o  
    M :=J^0  
    8) 优化设定 ^L,K& Jd  
    K6)Gc%:`  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 (=FRmdeYl1  
    c^5~QGuQ  
    h,(26 y/s  
    3 #n_?-  
    x f'V{9*  
    定义变量
    &.F4 b~A7  
    w$>u b@=  
    FBG4pb9=~  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) oe ~'o'  
    #]-SJWf3  
     > ^O7  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) tb 5`cube  
    mwO6g~@ `  
    9) 优化 qRu~$K  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 qfX6TV5J}!  
    mupT<_Y  
    xPdG*OcX!  
    i[i4h"$0  
    JT~4mT  
    优化结束后会弹出如下报告 .zf~.R;>  
    o]odxr  
    y1z4ik)Sd@  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 U%-A?5  
    xKbXt;l2  
    10) 光线追迹与结果分析 EX*HiZU>  
    %q"%AauJR  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    ?C]vS_jAh  
    ;2G*wR  
    zxEL+P  
    pt?bWyKG  
    优化后透镜的面型如下: 3s*mbk[J  
    透镜渲染效果
    ,.S~ Y  
    YH$-g  
     
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