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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 42: 6=\  
    H#;-(`F  
    本文您将会学到如下内容: r|tTDKGQ  
    透镜基本参数输入; $R[ggH&  
    优化变量与评价函数设定; tZ ]/?+1G  
     优化; Q7$K,7flf;  
     照度分析; wfxg@<WR  
    -?$Hr\  
    2. 操作流程 )N4_SA  
    GwoN=  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 ;:l\_b'Z}  
    n^ AQ!wC  
    5h2@n0  
    2Y@:Vgg  
    2) 创建透镜 KGsH3{r  
    ( o_lH2  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ^sp+ sr :  
    q^_PR|  
    1c} %_Z/  
    [l2ds:  
    3) 输入透镜参数 .*s1d)\:  
    Ol~j q;75  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; OA_Bz"  
    CN$wlhs  
    *L3>:],7  
    n~g,qEI;<x  
    RTW4r9~'  
    将第二面的圆锥系数改为-1 .'y]Ea  
    $=iV)-  
    4) 创建LED光源 aD1G\*AFJ  
    0OndSa,  
    1h.N &;vy  
    光源类型为Random plane ; m\88Etl@  
    光线数为10000; '@ym-\,  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; pk*cc h#  
    形状选为椭圆; J<<0U;  
    ESl-k2  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. h98_6Dw(]  
    半径选择60度 ,3t('SE  
    类型选择 Lambertian S(c,Sinc  
    形状选择 Elliptical tf?u ;n  
    \/J7U|@Lt  
    波长选择默认默认波长 El~x$X*  
    Power默认为1 watts J3oj}M*  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm uj_ OWre  
    Efm37Kv5l  
    a3wTcp "r  
    LED光源设定办法 )pS1yYLj  
    0pWF\<IZ  
    Z^w}: {  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) P| o_/BS  
    b{C3r3B8  
    MZGN,[~)6  
    波长设定,颜色选为绿色 pv.0!a/M  
    3McBTa!  
    7.n/W|\  
    功率设定(在Power units选择Watts) 2Rc'1sCth-  
    Vj7(6'Hg  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane +)C?v&N  
    4}FuoQL  
    Kf<-PA  
    创建平面探测器(plane) p!MOp-;-  
    e~C^*wL  
    Ds4n>V,o  
    k#8,:B2  
    6) 创建分析面 $6~D 2K  
    ]VifDFL}  
    N@$g"w  
    !@9Vq6  
    光线滤光器设置 M^\#(0^2@  
    `p@YV(  
    7) 执行光线追迹 jg]_'^pVzr  
    j$h.V#1z  
    *Z! #6(G  
    [HJ^'/bB'  
     `)`J  
    x | =  
    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。 DBuvbq-  
    .0l0*~[  
    <KF|QE  
    8) 优化设定 6b9 oSY-8  
    g@!mV)c97  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 yUF<qB  
    `A8nAgbe  
    {=W TAgP  
    C%LRb{|d  
    _T6l*D  
    定义变量
    C%ibIcm y  
    A)/ 8FYc  
    CeD O:J=,  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) gTE/g'3  
    xS%Z   
    H#IJ&w|  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) \|\ Dc0p}  
    $Q,Fr; B  
    9) 优化 6eSc`t&  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 L~_3BX  
    h }&WBN  
    xSFY8  
    9ALE6  
    E 5D5  
    优化结束后会弹出如下报告 L>~wcoB  
    1!,xB]v1Ri  
    %N#8D<ULd  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 J0 BA@jH5  
    m6J7)Wp  
    10) 光线追迹与结果分析 6/`$Y!.ub  
    6 /^$SWd2  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    n?vw|'(}  
    +cQGX5 K  
    }gQ FWT  
    )N`a4p  
    优化后透镜的面型如下: C8qA+dri  
    透镜渲染效果
    Kh<xQ:eMy  
    %n-:mSus  
     
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