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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 5)vXmAD/0  
    5o,82 Kti  
    本文您将会学到如下内容: }*%%GPJ  
    透镜基本参数输入; bV"0}|A~K  
    优化变量与评价函数设定; xN5}y3  
     优化; )XD_Yq@E  
     照度分析; :G!Kaa,r  
    uB%`Bx'OW  
    2. 操作流程 Zffzyh  
    5yry$w$G)  
    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。 rIXAn4,dTv  
    6s6[sUf=l&  
    yPL@uCzA@  
    (*|hlD~  
    2) 创建透镜 qp7>_B  
    km *$;Nli  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens WKN\* N<  
    ]86U -`p  
    uoF9&j5E@Z  
    2 Y%$6NX  
    3) 输入透镜参数 SA'  zy45  
    z7NaW e  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; L='GsjF0}  
    GR/ p%Y(  
    3^8%/5$v  
    5=l Ava#  
    [N{Rd[{QTL  
    将第二面的圆锥系数改为-1 wL~ dZ! ,J  
    [$B  
    4) 创建LED光源 p VLfZ?78  
    i: 1V\q%  
    7GpSWM6  
    光源类型为Random plane ; w_6h $"^x  
    光线数为10000; ^ygN/a>rr  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; wuI+$?  
    形状选为椭圆; _ u/N#*D  
    $kg!XT{ V  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. "J$vt`  
    半径选择60度 cSQvP.  
    类型选择 Lambertian "|(+~8[  
    形状选择 Elliptical !'MZeiLP  
    y~jTI[kS  
    波长选择默认默认波长 0Kq\ oMn  
    Power默认为1 watts 1Sr@$+VGO  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 58{6kJ@  
    s lXk <  
    !'[f!vsyM{  
    LED光源设定办法 :k#Y|(  
    xbSix:R=Z  
    ZU5hHah.t  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) >XM-xK-=  
    YOqGFi~`  
    LY-fp+  
    波长设定,颜色选为绿色 Tm 6<^5t  
    lo5,E(7~h  
    nZ0- Kb  
    功率设定(在Power units选择Watts) c=0S]_  
    [2"a~o\  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane BRLrD/8Le  
    tt $DWmm  
    |Ah'KpL8W  
    创建平面探测器(plane) Gb4k5jl  
    4V@raI-  
    ph qx<N@  
    W2?6f:  
    6) 创建分析面 O/Ub{=g  
    aAhXHsZ|26  
    % put=I  
    Up*1j:_O  
    光线滤光器设置 SaceIV%(  
    ek\8u`GC  
    7) 执行光线追迹 `K5Lp>=R  
    v'na{"  
    ,j E'd'$  
    5tfD*j n  
    tUU`R{=(  
    R!{^qHb  
    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。 &\6Buw_  
    ]z3!hgTj  
    `s1>7XWf  
    8) 优化设定 a4{~.Mp  
    {&7%wZ"t_  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 X?'ShXI  
    X% JQ_Z  
    0#Ivo<V  
    <KY \sb9  
    GO&~)Vh&7  
    定义变量
    |z.x M>  
    m{#?fR=9  
    z3-A2#c  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) hSkI]%  
    Y6W#u iqk  
    =bKz$ _W  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) KYw~(+gHv2  
    n1XJ uc~  
    9) 优化 |NMf'$  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 G.{)#cR  
    ~?6M4!u   
    OKo)p`BX  
    CU`yi.)T{  
    qQN|\u+co  
    优化结束后会弹出如下报告 WMi$ATq  
    Ty&Ok*  
    |7CFm  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 hnYL<<AA  
    r+RFDg/  
    10) 光线追迹与结果分析 aw\0\'}  
    e'l@M$^  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    UwtL v d  
    9cqq"-$G`  
    $eu-8E'  
    [,a2A  
    优化后透镜的面型如下: >OxSrc@A  
    透镜渲染效果
    p)e?0m26  
    Cs2F/M'  
     
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