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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 O])vR<[  
    "#wAGlH6>  
    本文您将会学到如下内容: c= 2E/x?  
    透镜基本参数输入; w31O~Ve  
    优化变量与评价函数设定; ruagJS)+  
     优化; vh Oh3  
     照度分析; ?5">50  
    eJqx,W5MK]  
    2. 操作流程 TQeIAy  
    <tTNtBb  
    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。 [5xm>Y&}  
    ;L87 %P(.  
    xqk(id\&  
    /TbJCZ  
    2) 创建透镜 !"phz&E5ah  
    6 p;Pf9 f  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 7Z]?a  
    tz65Tn_M  
    >%6j-:S  
    ("A45\5  
    3) 输入透镜参数 L`M{bRl+1  
    N/-(~r[  
    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; n\I s}Czl  
    vH6(p(l  
    \t{4pobo  
    B_Wig2xH0  
    !pe[H*Cy  
    将第二面的圆锥系数改为-1 FBP # _"z  
    P `<TO   
    4) 创建LED光源 n)cc\JPQ  
    1;./e&%%  
    + ,]&&  
    光源类型为Random plane ; ~xam ;]2  
    光线数为10000; :OU(fz]  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Pi[]k]XA\  
    形状选为椭圆; 0F!Uai1  
    eiOAbO#U  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. dG3?(}p+  
    半径选择60度 $hJ 4=F  
    类型选择 Lambertian X%!?\3S  
    形状选择 Elliptical 3 |e~YmZx  
    !U5Cwq  
    波长选择默认默认波长 BB,-HhYT0  
    Power默认为1 watts 78T;b7!-C  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm aG"  
    .h w(;  
    jz'%(6#'gW  
    LED光源设定办法 +7"UF) ~k  
    B$ =1@  
    /;TD n>lq  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) $m.'d*e5  
    3Qv9=q|[b  
     r+]a  
    波长设定,颜色选为绿色 V!e`P  
    ctb , w  
    $ ga,$G  
    功率设定(在Power units选择Watts) >SZuN"r8`  
    1:h(8%H@"  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Nde1`W]:  
    kyB>]2  
    <+ <o X"I  
    创建平面探测器(plane) Hb!A\;>  
    5=poe@1g  
    ^*NOG\BK@  
    q<g!bW%  
    6) 创建分析面 <1V>0[[e  
    >]bS"S  
    ,E(M<n|.  
    &6Wim<*  
    光线滤光器设置 CwEb ?  
    6>d 3*   
    7) 执行光线追迹 H/#WpRg  
    ^> d"D  
    tN)Vpb\J  
    :d~&Dt<c  
    h=cA]^:=  
    ||Wg'$3  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 YBk* CW9  
    { 6*UtG  
    {>&M:_`k  
    8) 优化设定 z\IZ5'  
    \y/0)NL\  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 6`'KM/   
    /P{'nI  
    i;+<5_   
    ^[ >  
    3V/|"R2s  
    定义变量
    L!W5H2Mc  
    X`}4=>  
    (5^SL Y  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) x A ZRl  
    IC.R4-  
    <daBP[  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) '^t(=02J  
    fVBu?<=d  
    9) 优化 =~ j S  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ]O M?e  
    ^W,x  
    !:dhK  
    yH@2nAn  
    qB=%8$J  
    优化结束后会弹出如下报告 +3;[1dpgf  
    Q"{Q]IT  
    r%oXO]X  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 A `=.F  
    cA B^]j  
    10) 光线追迹与结果分析 ^$\#aTyFK  
    1\Vp[^#Vx  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    0bMbM^xV6  
    yCye3z.  
    [IuF0$w=dj  
    BO=j*.YKy  
    优化后透镜的面型如下: Q%RI;;YyA  
    透镜渲染效果
    T ;JA.=I  
    :j!N7c{  
     
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