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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 #5iwDAw:|r  
    VA %lJ!$  
    本文您将会学到如下内容: 5'<mfY'B  
    透镜基本参数输入; 5'<a,,RKu  
    优化变量与评价函数设定; 0<^Q j.(9  
     优化; R0|4KT-i  
     照度分析; FL&L$#X  
    7loWqZ  
    2. 操作流程 $if(n||  
    J*AYZS-tSE  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 w@\4ft6d  
    w$ ""])o,  
    +"|TPKas  
    7f<@+&  
    2) 创建透镜 CioS}K  
    Zlygx  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens #/\Zo &V8  
    3T[zieX  
    "I@akM$x  
    o|_9%o52'  
    3) 输入透镜参数 :8N{;aui  
    K~fWZT3]  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; }Nma %6PfV  
    o>&-B.zq  
    M-e|$'4u  
    'aS: Azb  
    6_:KFqc W  
    将第二面的圆锥系数改为-1 _<l)4A3rS  
    ~ NO7@m uw  
    4) 创建LED光源 %/SHB  
    ^Cj3\G4,  
    n;QFy5HB8  
    光源类型为Random plane ; .&h|r>*|J  
    光线数为10000; L[U?{  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; B3I0H6O  
    形状选为椭圆; $yUPua/-  
    nj-LG!"a  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. =NWzsRl,  
    半径选择60度 @ 0/EKWF  
    类型选择 Lambertian lg{M\ +  
    形状选择 Elliptical -a'D~EGB^  
    NL'(/|)  
    波长选择默认默认波长 ke)<E98DC  
    Power默认为1 watts .k%/JF91n  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm HHOqJb{8S  
    o :j'd  
    @ *5+ZAF  
    LED光源设定办法 |EY1$qItid  
    14(ct  
    ~ cI`$kJ  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) $8Z4jo  
    j@4]0o  
    at\$ IK_  
    波长设定,颜色选为绿色 N,*'")k9  
    8:Dkf v  
    i 1GQ=@  
    功率设定(在Power units选择Watts) #E#@6ZomT  
    &<cP{aBa  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane =p dLh  
    y!|4]/G]?t  
    a|k*A&5u2  
    创建平面探测器(plane) QoMa+QTuc  
    R''2o_F6  
    shiw;.vR{B  
    8k_hX^  
    6) 创建分析面 ?ea5k*#a  
    y`cL3 xr4R  
    cmY `$=  
    lQ4$d{m`  
    光线滤光器设置 *g4Uo{  
    J8[aVG  
    7) 执行光线追迹 XG5"u  
    om6`>I*  
    *r|1 3|k  
    ;Q[E>j?w=  
    zXx A"  
    XMaw:Fgr  
    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。  \7e4t  
    j_b/66JyN  
    4I.)>+8V  
    8) 优化设定  }s8xr>  
    EEvi_Z932  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 51ILR9 Bc_  
    JtF)jRB0,  
    Vq^b_^  
    !|cM<}TF,  
    ${97G#  
    定义变量
    r>rL[`p(2  
    V2g"5nYT  
    %2beoH'  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) yz)Nco]  
    [lz H%0 V  
    "Q{7X[$$^  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) Mv:\T%]  
    V-"#Kf9  
    9) 优化 ghk"XJ|  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 d~T@fa  
    EWWCh0 {  
    +u lxCm_lV  
    _&]Gw, ~/i  
    gUiZv8C  
    优化结束后会弹出如下报告 o ,8;=f,7  
    dd4^4X`j  
    `'pfBVBz  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 *]DO3Zw'  
    ~SXqhX-`  
    10) 光线追迹与结果分析 Ctk1\quz  
    Tq8U5#NF  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    !VHw*fL|r  
    d-I=xpB  
    qporH]J-E  
    $4]4G=o  
    优化后透镜的面型如下: _OK!/T*FBt  
    透镜渲染效果
    FQ/z,it_i  
    rgEN~e'  
     
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