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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 TkSeDP  
    zV"oB9\9O  
    本文您将会学到如下内容: It3.  
    透镜基本参数输入; &u7oa  
    优化变量与评价函数设定; Q XV8][  
     优化; gtV*`g  
     照度分析; Seb J}P1x  
    rYwUD7ip  
    2. 操作流程 O)Mf/P'  
    ?sm@lDZ\  
    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。 e3b|z.^8  
    W^AY:#eX~Q  
    s;4r)9Uvx  
    |8YP8o  
    2) 创建透镜 ' 5%`[&  
    W:z!fh-  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens cPm-)/E)i  
    @CU~3Md*  
    zm('\KvT  
    *.ZU" 5e  
    3) 输入透镜参数 CiSl 0  
    v5N2$Sqp*  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; .&Ok53]b  
    -L%2*`-L$  
    {IpIQ-@l  
    l`A4)8Y@  
    T11;LSD  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ?Ok@1  
    XU19+mW=P  
    4) 创建LED光源 --9Z  
    wu2C!gyBo  
    bR;Zc  
    光源类型为Random plane ; Hz6yy*  
    光线数为10000; qTl/bFD  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Pqm)OZE?  
    形状选为椭圆; x6c#[:R&  
    Udh!%QP%[w  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Y?>us  
    半径选择60度 XgmblNp1  
    类型选择 Lambertian 2og8VI  
    形状选择 Elliptical bG6<=^  
    IAJYD/Y&?  
    波长选择默认默认波长 "=BO,see9  
    Power默认为1 watts 4: <=%d  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ef;Ta|#  
    XN=Cq*3}  
    Jqt&TqX@s  
    LED光源设定办法 ToB^/ n[  
    4JD 8w3u/  
    V ^U1o[`  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 23;e/Qr  
    {)vue0 vP  
    i;Y@>-[e<  
    波长设定,颜色选为绿色 +L$,jZqS  
    ", :Ta|  
    X}5aE4K/  
    功率设定(在Power units选择Watts) 'C9H6)Zq)  
    iWN-X (  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane >Lo!8Hen  
    Z{w{bf1&A  
    [?$|   
    创建平面探测器(plane) f 2#9E+IQ  
    ($oO, c'z  
    7Pc0|Z/  
    #89h}mp'  
    6) 创建分析面 [wM<J$=2  
    Qjj:r~l  
    r $du-U  
    wnE c   
    光线滤光器设置 P'Fy,fNg  
    e<> Lr  
    7) 执行光线追迹 >t"]gQHtx  
    p.2>- L  
    5g- apod  
    axY-Vj  
    {tE/Jv $  
    {1GW,T!#  
    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。 s'^zudx  
    a.5s5g)8  
    ~PNO|]8j  
    8) 优化设定 X*~NE\  
     :*M\z3`k  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ! 40t:+I  
    RZfC ?  
    $p4aNC  
    y0qE::/H$  
    7F-b/AdVq  
    定义变量
    Y\ T*8\h_[  
    SPV'0* Z  
    r2T?LO0N{  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) k~Pm.@,3o  
    cLl fncI  
    33kI#45s  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) qD\%8l.]Z  
    fBH&AO$Q  
    9) 优化 s8|#sHT  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 8mA6l0  
    D,eJR(5I  
     FZ>*<&  
    lkg-l<c\J  
    u,F d[[t  
    优化结束后会弹出如下报告 ^BM/K&7^  
    +29;T0>a  
    L>UYR++<6  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 Jb-wvNJu  
    ud:?~?j&w  
    10) 光线追迹与结果分析 L1QQU  
    l1cBY{3QD  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    Wsz='@XvB  
    U>;itHW/  
    !E_uQ?/w]Z  
    l``1^&K  
    优化后透镜的面型如下: ):78GVp  
    透镜渲染效果
    YLd 5  
    /&j4IlT  
     
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