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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#(YEu  
    q7lC}'2fu  
    本文您将会学到如下内容: 6m$X7;x}  
    透镜基本参数输入; <<01@Q <  
    优化变量与评价函数设定; Ypzmc$Xfu  
     优化; oH w!~ c7  
     照度分析; >h8m)Q  
    hM]Z T5;<  
    2. 操作流程 &j:e<{@  
    &lLk[/b  
    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。 zd5=W"Y;]  
    2FuV%\p  
    i!2k f  
    }@HgFM"  
    2) 创建透镜 \H .Cmm^I  
    dI\_I]  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens kqKT>xo4EZ  
    "BT M,CB  
    !M8_PC*a  
    >fYcr#i0[  
    3) 输入透镜参数 "a2|WKpD  
    ;<0vvP|  
    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; <5G(Y#s/?  
    ; +\h$  
    #Gi`s?  
    !(q@sw(  
    @K!JE w\  
    将第二面的圆锥系数改为-1 </;e$fh`  
    ~T H4='4W3  
    4) 创建LED光源 d2eXN3"  
    iYBc4'X  
    8;pY-j #  
    光源类型为Random plane ; s/hgWW$  
    光线数为10000; R{c~jjd  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; I8!>7`L  
    形状选为椭圆; ,G0"T~  
    6MM\nIU)/  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 1av#u:jy~>  
    半径选择60度 f5F-h0HF`[  
    类型选择 Lambertian JL G!;sov  
    形状选择 Elliptical Tl yyJ{~  
    8TpYt)]S  
    波长选择默认默认波长 =)Hu(;Yv  
    Power默认为1 watts >bWpj8Kv  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ;@S'8  
    WD\Yx~o  
    $B?8\>_?  
    LED光源设定办法 %ud-3u52M8  
    MUbKlX  
    3!F^ vZ.  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) T(u; <}e@[  
    0&)6mO  
    *@bz<{!  
    波长设定,颜色选为绿色 ^Lb\k|U ,\  
    X~& 8^?  
    Ra53M!>]  
    功率设定(在Power units选择Watts) 0?ab'vYcp  
    DNZ,rL:h  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Ud+,/pE>FA  
    +w[ZMk  
    {Y5@SI yE  
    创建平面探测器(plane) A5F (-  
    g"" 1\rc=  
    8nBYP+t,e  
    %J-:%i  
    6) 创建分析面 I(7 GVYM  
    ,sSo\%  
    R"XycXn_$  
    Fc[vs52  
    光线滤光器设置 qN1fWU#$  
    G9-ETj}  
    7) 执行光线追迹 '^m'r+B"  
    Vaf,  
    R\ 8[6H  
    ?@PSD\  
    cvy 5|;-u  
    Y[)mHs2  
    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。 rAtCG1Vr  
    yCR8c,'8  
    {,uSDI Oj$  
    8) 优化设定 Y$XzZ>VW  
    9=$ pV==  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 1o/(fy  
    d)U(XiK'  
    |WS@q'  
    ;39a`  
    [Y!HQ9^LEp  
    定义变量
    l"JM%LV  
    e.L&A|  
    b]?5r)GK  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) {hN\=_6*EW  
    /"="y'Wx  
    N`7OJ)l  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) zQ:nL*X'Z"  
    /,uxj5_cT  
    9) 优化 Zs t)S(  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 +JG05h%'  
    vh&~Y].W Y  
    =9 QyO h  
    o=94H7@  
    Has}oe[  
    优化结束后会弹出如下报告 ~]no7O4  
    =e 1Q>~  
    n~ $S  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 Zs}h>$E5_B  
    GIYdI#0RC  
    10) 光线追迹与结果分析 ~sn3_6{  
    m4W (h6  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    <(TAA15Xol  
    a!6r&<s=E  
    6'mZM=d  
    @I1*b>X~<  
    优化后透镜的面型如下:  Q'cWqr  
    透镜渲染效果
     *`qI<]!  
     * ;Q#UH  
     
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