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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 m.*+0NG  
    ;Z*RCuwg  
    本文您将会学到如下内容: 6>Y}2fT}o3  
    透镜基本参数输入; 0&x)5^lG  
    优化变量与评价函数设定; Cu]X &l  
     优化; :\Z0^{  
     照度分析; HNPr| (  
    ~6nQ-  
    2. 操作流程 +}Pa/8ybJ  
    U DG _APf  
    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。 t-Wn@a  
    _xUXt)k  
    Mx }(w\\T  
    pK`rm"6G  
    2) 创建透镜 pqK3u)  
    rdRX  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens slx^" BF^  
    khfE<<$=  
    ol\IT9Zb~  
    Ub$$wOsf  
    3) 输入透镜参数 L[K_!^MZ  
    <5q}j-Q  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; 1\p[mN  
    [I9d  
    %YXC-E3@O  
    C*9m `xh  
    9HE)!Col  
    将第二面的圆锥系数改为-1 8/CGg_C1  
    |F<aw?%  
    4) 创建LED光源 SXL6)pX  
    K^S#?T|[9  
    Fi#t88+1  
    光源类型为Random plane ; m3D'7*U  
    光线数为10000; 7\xa_nrI  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; !m;VWGl*  
    形状选为椭圆; Rl~Tw9  
    7~',q"4P/_  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. b6lL8KOu  
    半径选择60度 x R.Ql>  
    类型选择 Lambertian oAL-v428  
    形状选择 Elliptical ^\!p ;R  
    S92Dvw?  
    波长选择默认默认波长 ObCwWj^qO  
    Power默认为1 watts r?Vob}'Pt]  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ax<0grK  
    qH ~usgqB7  
    01Aa.i^d(  
    LED光源设定办法 ^c5(MR7LD  
    Nl+2m4  
    8+gn Wy  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) )Mok$  
    Q,$x6YwE  
    1/n3qJyx2}  
    波长设定,颜色选为绿色 ZjcJYtD  
    uO6_lOT9n  
    =Yfs=+O  
    功率设定(在Power units选择Watts) Oe273Y^e  
    ,[~EThcq  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Ort\J~ O  
    V)]&UbEL|  
    4MIVlg9  
    创建平面探测器(plane) Np<Aak  
    k@2gw]y"  
    82<L07fB  
    \Q6Ip@?  
    6) 创建分析面 ':,LZ A8A  
    wFvilF V  
    mVkn~LD:0  
    IFgF5VG6g  
    光线滤光器设置 __9673y  
    Wp'\NFe 8  
    7) 执行光线追迹 ~ce.&C7cR  
    6/z}-;,W'  
    TKE)NIa  
    i ]_fhC  
    AL;"S;8  
    \DHCf 4,  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 ``SjALf  
    ._yr7uY[M  
    8P*n|]B.'  
    8) 优化设定 NE! Xt<A  
    'e&4#VLH^  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 z}&<D YD  
    HDaec`j  
    BoXCc"q[  
    ^;2L`U@5  
    iZ:-V8{  
    定义变量
    M *}$$Fe|  
    i2*nYd`K  
    ;)kBJ @  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) sJD"u4#y  
    " JRlj  
    J7xZo=@k  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) RBb@@k[v  
    F ^\v`l,  
    9) 优化 +vuW 9  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 b,'./{c0  
    :eO]65N  
    :G-1VtE n  
    QZ`<+"a0  
    *be+x RY  
    优化结束后会弹出如下报告 E|6|m8  
    O e#k|  
    dlU=k9N-  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 %>bwpN  
    qg|+BIi Uz  
    10) 光线追迹与结果分析 GwvxX&P  
    L{=z}QO  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    A(uN=r@O  
    w\M_3}  
    1Tl("XV3  
    [L275]4n!]  
    优化后透镜的面型如下: {tMD*?C[6  
    透镜渲染效果
    X4TUi8ht!]  
    3aOFpCs|#  
     
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