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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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    离线infotek
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-10-11
    1. 摘要 0E9 lv"3o  
    I#;.; %u  
    本文您将会学到如下内容: `>=@Kc  
    透镜基本参数输入; 5b->pc  
    优化变量与评价函数设定; J^!wk9q  
     优化; 6=96^o*  
     照度分析; pm2]  
    F^&@[k7WW  
    2. 操作流程 XB a^ A  
    }\1V%c  
    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。 nfh<3v|kvR  
    N{<5)L~Y  
    $."F z x  
    <) -]'@*c  
    2) 创建透镜 AoY!f'Z  
    !&5|:96o  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Oj8D+sC{  
    Gp=V%w\FDW  
    5 BeU/  
    92~$Qa\S!  
    3) 输入透镜参数 GK1P7Qy?V  
    k"E|E";B  
    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; Wu/:ES)C  
    !wC( ]Y  
    `JyI`@,!  
    op3a*KG  
    uX6p^KNm5  
    将第二面的圆锥系数改为-1 }?MbU6"  
    AmJdZs|/  
    4) 创建LED光源 ?5F;4 oR2g  
    "whs?^/  
    :w)9 (5  
    光源类型为Random plane ; ED);2*qP}  
    光线数为10000; 7jGfQ  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; *?A!`JpJn  
    形状选为椭圆; ?1r<`o3l\  
    ( X+2vN  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. dF5y' R'  
    半径选择60度 )u0 /s'  
    类型选择 Lambertian ?Ss~!38  
    形状选择 Elliptical :ciD!Ly  
    2`A[<S  
    波长选择默认默认波长 1$^r@rP  
    Power默认为1 watts uo(LZUjPbN  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm rC_saHo>#R  
    jvpv1>KYV  
    KOoV'YSC[(  
    LED光源设定办法 `i+2YCk  
    A`"?~_pHC  
    X&Sah}0V&  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) nzF2Waa-  
    vP\6=71Y  
    '8FHn~F  
    波长设定,颜色选为绿色 Spn)M79  
    b|iIdDK  
    s'OK])>`  
    功率设定(在Power units选择Watts) 4UK>Vzn  
    I!Mkss xc  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ux,eY  
    GkI{7GD:z  
    )1$H 7|  
    创建平面探测器(plane) \tY7Ga%c  
    FYb]9MX  
    L+eK)Q  
    keStK8  
    6) 创建分析面 \HQ.Pwr 6  
    FlY"OU*  
    [k&7h,  
    Zv* uUe  
    光线滤光器设置 [Dmf.PUe  
    >/NegJh'F}  
    7) 执行光线追迹 vZs~=nfi#|  
    m=Mk@xfQ#  
    A,(9|#%L  
    P*OT&q  
    B\l0kiNT  
    E`{DX9^  
    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。 MBnxF^c&P  
    }SyK)W5Y  
    )-Z*/uF^  
    8) 优化设定 A PrrUo  
    3#GIZ L}!x  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 nZG zez  
    <I0om(P  
    wD W/?lT&  
    F+j"bhe  
    [fELf(;(  
    定义变量
    0-57_";%Q  
    8Qj1%Ri:U  
    8@|{n`n]  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) 2=%]Ax"R  
    }mI0D >n  
    mS49l  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) -KfMK N~  
    /gex0 w  
    9) 优化 = C/F26=|  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 WM4,\$  
    Xg\unUHa  
    %?F$3YN,  
    " BLJh)i  
    hzpl;Mj  
    优化结束后会弹出如下报告 y{~tMpo<  
     =WEDQ\ c  
    |`fuu2W!  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 oZdY0nh4  
    lhf5[Rp  
    10) 光线追迹与结果分析 "9N;&^ I  
    =.J cIT'  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    q-,`\ TS  
    NS;L FeGD  
    7Jz 9%iP  
    0kw)-)=  
    优化后透镜的面型如下: FIu^Qd  
    透镜渲染效果
    \'|t>|zhp  
    g1]bI$;  
     
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