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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 j$BM$q/c  
    8MV=?  
    本文您将会学到如下内容: 2UA h^i-^  
    透镜基本参数输入; )/UPDdO  
    优化变量与评价函数设定; I@e{>}  
     优化; Vc}m_ T]O  
     照度分析; d-lC|5U%  
    LC2t,!RRl&  
    2. 操作流程 L=?Yc*vg  
    0Kq\ oMn  
    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。 8nW#Q <s  
    LsoP >vJG  
    EX=Q(}9F<  
    Z#%4QIz ?  
    2) 创建透镜 !Hxx6/  
    yS %J$o&  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens U8;k6WT|  
    Sm{idky)[  
    @ITJ}e4  
    C&D!TR!K  
    3) 输入透镜参数 {O[a +r.n  
    ,_D`0B6o  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; }]'Z~5T  
    }PUQvIGZZ&  
    YOqGFi~`  
    -$>R;L  
    >iDV8y  
    将第二面的圆锥系数改为-1 vm_+U*%c  
    IR(qjm\V  
    4) 创建LED光源 iG!tRNQ{y  
    ?Bno?\  
    TW" TgOfd  
    光源类型为Random plane ; X3 P~z8_  
    光线数为10000; o+ r?N5  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; _Y?p =;  
    形状选为椭圆; KC[ql}JP  
    }.>( [\ q  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. _8v8qT}O~4  
    半径选择60度 qH1[Bs Ox  
    类型选择 Lambertian 9LI #&\lba  
    形状选择 Elliptical ,6uON@  
    w^6rgCl  
    波长选择默认默认波长 HZX(kYV  
    Power默认为1 watts E3@G^Y  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ycz6-kEp  
    omevF>b;  
    N =FX3Z  
    LED光源设定办法 ~oWCTj-  
    0JN>w^  
    UzTFT:\  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) j^-E,YMC  
    q$L=G  
    roSdcQTeT  
    波长设定,颜色选为绿色 DO` K_B  
    ">_<L.,I  
    S:aAR*<6  
    功率设定(在Power units选择Watts) I]+xerVd  
    1zqIB")s>  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane gG*]|>M JI  
    094~  s  
    FOV%\=Hl  
    创建平面探测器(plane) )WuU?Tn&  
    awxzP*6  
    HI&N&a9C  
    T;!: A  
    6) 创建分析面 oM\b>*  
    tUU`R{=(  
    Gmi ^2?Z(  
    .,[ NJ:l  
    光线滤光器设置 ?&A)%6` ~  
    O =m_P}K  
    7) 执行光线追迹 7~&  
    }%2hBl/  
    Sp/t[\,'  
    r:;nv D  
    T-,T)R`R  
    6bPoC$<Z  
    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。 qV]p\/a.  
    {&7%wZ"t_  
    pV:;!+  
    8) 优化设定 8G3CQ]G  
    >2v UFq`H  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 .Z?@;2<l  
    8k~$_AT>u  
    $mgamWNE8w  
    y950Q%B]  
    Q+bZZMK5,U  
    定义变量
    v\lhbpk  
    ={g.Fn(_  
    _UP =zW  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) ={~?O&Jh  
    r7|_Fm Qf  
    ?OjZb'+=K  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) Odn`q=  
    M9~eDw'Pr  
    9) 优化 fhwJ  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ?`T0zpC  
    IhR;YM[K  
    7+]+S`p  
    X%X`o%AqC  
    1F|e/h%^  
    优化结束后会弹出如下报告 v;6O# ta'  
    Q' b@5o  
    |; [XZ ZZ  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ce56$L8[  
    LOO<)XFJ  
    10) 光线追迹与结果分析 ;D8175px;  
    O~P1d&:L  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    s8:-*VR9  
    3[{RH*nHD  
    ]9A@iA  
    W _b!FQ]  
    优化后透镜的面型如下: _s{;9&qX]  
    透镜渲染效果
    ]`+J!G,  
    t/$:g9V%FA  
     
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