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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 qQpR gzw  
    W4>8  
    本文您将会学到如下内容: yRieGf1'SD  
    透镜基本参数输入; aYPzN<"%  
    优化变量与评价函数设定; I"@5=m5  
     优化; b;x^>(It  
     照度分析; W&bh&KzCW  
    +;cw<9%0  
    2. 操作流程 :_Ng`b/  
    "F%cn@l  
    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。 ?'h@!F%R'  
    |n6nRE wW  
    =BX<;vU  
    ~"=nt@M]  
    2) 创建透镜 25YJH1x  
    37lmB '~  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens rvr Ok  
    >mt<`s  
    $,h*xb.  
    -} Z  
    3) 输入透镜参数 {SROg;vA  
    i 3?zYaT  
    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; 0Y!Bb2 m  
    <[a9"G 7  
    >Y{.)QS  
    iY*Xm,#  
    -{L[Wt{1  
    将第二面的圆锥系数改为-1 $f C=v  
    >#0yd7BST  
    4) 创建LED光源 },[j+wx  
    XM8C{I1  
    im1]:kr7  
    光源类型为Random plane ; pV>/ "K  
    光线数为10000; ?}lCS7&  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; O[`n{Vl/  
    形状选为椭圆; P5aHLNit  
    uMqo)J@s  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. JLg_oK6  
    半径选择60度 QiwZk<rb  
    类型选择 Lambertian (mza&WF7  
    形状选择 Elliptical vEfX'gyk  
    (dO4ww@O  
    波长选择默认默认波长 .g4bV5ma3  
    Power默认为1 watts b5H[~8mf  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm B>~E6j7[Mp  
    A?6b)B/e?  
    i-&kUG_X  
    LED光源设定办法 |4-Ey! P  
    <pPI:D@G  
    _G'.VSGH  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) LW,!B.`@  
    1S_ KX.  
    ]`UJwq  
    波长设定,颜色选为绿色 WddU|-W  
    0>.'w\,87B  
    f Z\Ev%F  
    功率设定(在Power units选择Watts) Hj2P|;2S  
    9$d (`-&9p  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane /nC"'d(#  
    Z/ThY bk  
    v8w N2[fC  
    创建平面探测器(plane) [!aHP ?-  
    VSP[G ,J.  
    6|9];)  
    8I~H1  
    6) 创建分析面 H[6d@m- Z  
    FiFZM  
    A 7TP1  
    0jg-]  
    光线滤光器设置 K$K[fcj  
    o]k[l ;  
    7) 执行光线追迹 6o6m"6  
    BKJW\gS2  
    $x`U)pv  
    tU?lfU[7  
    \w`Il"}V  
    L- =^GNh  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 * 9*I:Uh57  
    c{&sf y  
    iF`E> %#  
    8) 优化设定 [.6uw=;o  
    4$y|z{[< 5  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 tb_}w@:kU  
    0ED(e1K#B  
    c.d*DM}W  
    mWka!lT  
    b},OCVT?  
    定义变量
    >r{,$)H0  
    7e u7ie6  
    lYq R6^  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) 9-L.?LG  
    _YbHnb  
    +n%WmRf6!  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) H,zRmK6A%  
    U[Z1@2zLx  
    9) 优化 YJr@4!j*  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 Ba@UX(t  
    }.e*=/"MB  
    "*TnkFTR  
    EP{y?+E2  
    ,!Ah+x  
    优化结束后会弹出如下报告 JqFFI:Q5a  
    |ukEnjI`u  
    F5E KWP  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 3B;B#0g50  
    q}+9$v  
    10) 光线追迹与结果分析 'm-s8]-W  
    T#h`BtET[  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    *y.KD4@{  
    ;:' A{&0N  
    ;2& (]1X  
    'fZHtnmc0  
    优化后透镜的面型如下: "rkP@ja9n  
    透镜渲染效果
    6``!DMDt/P  
    XB^z' P{-Y  
     
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