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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 K dQ|$t  
    X!HSS/'  
    本文您将会学到如下内容: ~ilBw:L-3  
    透镜基本参数输入; 2X |jq4  
    优化变量与评价函数设定; -#z'A  
     优化;  G/;aZ  
     照度分析; 91Sb= 9  
    k.f:nv5JO  
    2. 操作流程 E0%Y%PQ**{  
    ?BZ`mrH^  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 [ #fqyg  
    Y`p&*O  
    K]Cs2IpI  
    qBrZg  
    2) 创建透镜 T7nX8{l[RG  
    +uXnFf d^  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens @uD{`@[  
    (j Q6~1  
    weadY,-H8  
    <g1hdF0  
    3) 输入透镜参数 on&=%tCAL  
    rSCX$ @@F  
    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; B{7/A[$%C  
    X51$5%  
    ^u&Khc~ y  
    ~4gKA D  
    $ aBSr1  
    将第二面的圆锥系数改为-1 2G> ]W?>  
    TTak[e&j3  
    4) 创建LED光源 JJ06f~Iw[  
    QRa6*AYm  
    JU+'UK630  
    光源类型为Random plane ; mV]g5>Q\  
    光线数为10000; V!tBipX%  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; X,CF Y  
    形状选为椭圆; -%$ dFq  
    \>azY g  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. t O;W?g  
    半径选择60度 !9OgA  
    类型选择 Lambertian ,QAp5I%3=  
    形状选择 Elliptical .Sw'Bo!Ee  
    HaUo+,=  
    波长选择默认默认波长 !Hj)S](F  
    Power默认为1 watts ?E@[~qq_  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm rs+37   
    (ZsR=:9(  
    ZJM^P'r.1c  
    LED光源设定办法 k= 1+mG  
    <7) 6*u  
    K7Tell\`  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) N'.+ezZ;h  
    P#oV ^  
    W4Q]<<6&  
    波长设定,颜色选为绿色 )C6 7qY  
    _3>zi.J/  
    <-aI%'?*  
    功率设定(在Power units选择Watts) p8J"%Jq}  
    S3wH M  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane uS,$P34^oy  
    yBKlp08J  
    sR nMBW.  
    创建平面探测器(plane) W<l(C!{  
    {m GWMv  
    l))IO`s=_  
    [)u{-  
    6) 创建分析面 h]9^bX__Z  
    pdqh'+5  
    H4jqF~  
    ZeV)/g,w  
    光线滤光器设置 6>J #M  
    4f,x@:Jw  
    7) 执行光线追迹 L,L7WObA  
    F tjm@:X  
    GrC")Z|3u  
    G$<0_0GF  
    gvYs<,:  
    gp2)35  
    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。 nsk 6a  
    ?>&Zm$5V  
    W -&5 v  
    8) 优化设定 l0)uu4|  
    H skN(Ho  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 F{tSfKy2  
    n Lb 9$&  
    O?Tg`]EX  
    YZ@-0_Z  
    U)8]pUI+/P  
    定义变量
    ]+P &Y:   
    Zlo,#q  
    eH{ 9w8~  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) @( l`_Wx  
    t;3.;  
    F)Lbr>H?I  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 5{Wl(jwb  
    FO$Tn+\6  
    9) 优化 Y2n*T KXI,  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 63=m11 Z4  
    )/'s& D  
    (P-<9y@  
    P_U-R%f  
    y rk#)@/m  
    优化结束后会弹出如下报告 +&@0;zSga  
    4aC#Cv:0  
    X$f%Ss  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 iXFaQ  
    E12k1gC`  
    10) 光线追迹与结果分析 $'q(Z@  
    ZI7<E  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    HJmO+  
    hLRQ)  
    -}@9lhS,  
    >Fz$DKr[  
    优化后透镜的面型如下: #ZA YP  
    透镜渲染效果
    }T,uw8?f!  
    hh9{md\  
     
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