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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 CRvUD.D  
    =h^cfyj  
    本文您将会学到如下内容: ?fDF Rms  
    透镜基本参数输入; q bb:)>  
    优化变量与评价函数设定; KFBo1^9N  
     优化; Af5O;v\  
     照度分析; PA;RUe  
    6|3$43J,F  
    2. 操作流程 pb_+_(/c  
    Er?Wg09  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 =NwmhV  
    #P$=P2o  
    Y[9x\6 _E  
    YbF}(iM  
    2) 创建透镜 EO$_]0yI;_  
    $:w4_X5T  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 9:CJl6~N)#  
    3}}~(  
    a02;Zl  
    e&?o  
    3) 输入透镜参数 /o#!9H   
    703=.xj  
    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; mV0F ^5  
    lq=| =  
    M0DdrL/ L  
    |&WeXVH E  
    _Dl!iV05:  
    将第二面的圆锥系数改为-1 9'C kV[  
    72@raA#y  
    4) 创建LED光源 :)X?ML?  
    f sAgXv  
    :Eq=wbAw  
    光源类型为Random plane ; Ha9A5Ao}0  
    光线数为10000; pXPwn(  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Urur/_]-%  
    形状选为椭圆; " & 'Jw  
    48Y5ppcS  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. n!~mdI&  
    半径选择60度 sF^3KJ|  
    类型选择 Lambertian &Al9%W  
    形状选择 Elliptical _In[Z?P}  
    (nfra,'  
    波长选择默认默认波长 u{xjFx-  
    Power默认为1 watts #+p30?r0y  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm gsd9QW  
    _;",7bT80  
    8v"tOa4D7  
    LED光源设定办法 |^Nz/PN  
    w~@.&  
    $>1 'pV  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) p*)RP2  
    ]YYjXg}%  
    )[Bwr bn  
    波长设定,颜色选为绿色 [RG&1~  
    /-JBz U$  
    epp ;~(xr  
    功率设定(在Power units选择Watts) Vd^_4uqnV  
    qW[p .jN  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane fBS`b[ x  
    [vb>5EhL!  
    68?oV)fE  
    创建平面探测器(plane) PI~LbDE  
    j J6Yz  
    w_|R.T\7  
    yaV=e1W  
    6) 创建分析面 BUB#\v#a  
    c0jdZ#H  
    iaBy/!i  
    r1&b#r>  
    光线滤光器设置 l^4[;%*f#l  
    'bp*hqG[  
    7) 执行光线追迹 Vzf{gr?  
    dO.?S89L  
    ^~}|X%q3  
    &P{  
    %\#s@8=2u  
    ;m$F~!Y  
    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。 ]z`Y'wSxd  
    Q/r0p>  
    Dgh|,LqUB  
    8) 优化设定 Q#P=t83  
    %\PnsnJ9Q  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 c7T9kV 8hS  
    GgkljF@{}  
    <cG .V |B  
    [z#C&gDt  
    fo~8W`H&  
    定义变量
    ^ a%U *>P  
    opTDW)  
    o<P@:}K  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) J7X-=E D  
    jeF1{%  
    k^AI7H  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) RP'`\| |*  
    cAJKFu X"  
    9) 优化 w#[Ul9=?6  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 Knsb`1"E^6  
    R_ J=x  
    5(bG  
    ,t5X'sY L  
    dq~p]h~,H  
    优化结束后会弹出如下报告 dgPJte%i  
    aVvi_cau  
    `84pql,  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 v<bq1QG  
    *0M#{HQ  
    10) 光线追迹与结果分析 VpSk.WY/ e  
    q]q(zUtU  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    8=ubMqr[  
    TN3, \qgV  
    )l*H$8  
    VaZ+TE  
    优化后透镜的面型如下: nW+rJ  
    透镜渲染效果
    pHFlO!#]|  
    o+{}O_r  
     
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