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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 G&,2>qxK R  
    x-Fl|kwX.5  
    本文您将会学到如下内容: z\6/?5D#v  
    透镜基本参数输入; |7:{vA5  
    优化变量与评价函数设定; gH[lpRu|7  
     优化; B[{Ie G'  
     照度分析; W<OO:B.ty  
    x5YHmvy/l  
    2. 操作流程 InfUH8./t  
    JNSH'9!n6  
    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。 nH(H k%~  
    &k0c|q]  
    1Jn:huV2  
    zmp Q=%/H  
    2) 创建透镜 *h Bo,   
    5%%A2FrB.S  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ]zR,Y= #  
    O\[Td  
    * ~4m!U_s  
    ^ ^R4%C  
    3) 输入透镜参数 gA~faje  
    :rX/I LAr  
    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; K}YOs.  
    &Vi0.o  
    ^bckl tSo  
    #zv'N  
    "Qxn}$6-  
    将第二面的圆锥系数改为-1 J"O#w BM9  
    "K$ y(}C  
    4) 创建LED光源 o]@g%_3X  
    :fE*fU@  
    Ea2&7  
    光源类型为Random plane ; (!&g (l;  
    光线数为10000; ) bPF@'rF2  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; n\D3EP<s  
    形状选为椭圆; z0m[25FQG  
     !B\[Q$  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. w=H4#a?fc  
    半径选择60度 dwt<s [k  
    类型选择 Lambertian >5!/&D.q  
    形状选择 Elliptical Cb/?hT  
    ofA6EmQ37  
    波长选择默认默认波长 |~3$L\X  
    Power默认为1 watts .+c YzS] !  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm v^_<K4N`  
    R(sa.Q\D4  
    6lc/_&0  
    LED光源设定办法 ^. i;,  
    P!)k4n  
    %C8fv|@:f  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) D3emO'`gQ  
    XT5Vo  
    {\HE'C/?  
    波长设定,颜色选为绿色 6}6ky9  
    ,`JXBI~  
    t(:6S$6{e  
    功率设定(在Power units选择Watts) fKY1=3  
    WPM<Qv L  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane fJ3qL# '  
    uPpRzp  
    y'k4>,`9e  
    创建平面探测器(plane) I({ 7a i  
    [+st?;"GF  
    |k4ZTr]?  
    zA/W+j$:  
    6) 创建分析面 Q nqU!6k@  
    C9}2F{8  
    {&c%VVZb:Z  
    s `r  tr  
    光线滤光器设置 :6z0Ep"  
    xIo7f  
    7) 执行光线追迹 NOa.K)^k  
    32IN;X|  
    F*d{<  
    1*x4T%RF$  
    nWK"i\2#G  
    TJB0O]@3  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 vN7ihe[C  
    x./jTebeO  
    7}r!%<^  
    8) 优化设定 FK#>E[[  
    AMYoSc  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 EVj48  
    =k[!p'~jD  
    *0R=(Gy  
    ^aZ Wu|p  
    ^U_B>0`ch  
    定义变量
    5hpb=2  
    U<r<$K  
    ryx<^q  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) I01On>"@7  
    @/JGC%!  
    {F k]X#j  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) \+MR`\|3  
    \FTv N  
    9) 优化 ]'_z (s}  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 n37( sKG  
    _'AIXez7q  
    nwN<Q\]S  
    &nn.h@zje  
    igz:ek`  
    优化结束后会弹出如下报告 D 2!ww{t  
    fD\h5`-  
    N"t, 6tH  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 JZL!(>tI  
    =-`+4zB\  
    10) 光线追迹与结果分析 s !8]CV>  
    3<+l.Wly  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    >M:5yk@  
    jgbw'BBu  
    ~*B1}#;  
    ooZ7HTP|  
    优化后透镜的面型如下: GN1cnM>`  
    透镜渲染效果
    il-&d]AP  
    Vn/6D[}Tu  
     
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