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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 tJ8:S@E3,  
    {.;qz4d`  
    本文您将会学到如下内容: L`w r~E2u  
    透镜基本参数输入; ,Jn` qvmi  
    优化变量与评价函数设定; p=kt+H&;  
     优化; yOAC<<Tzus  
     照度分析; knpdECq&k  
    BnDCK@+|Q  
    2. 操作流程 Y%|dM/a`  
    |b^UPrz)VS  
    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。 a<E9@  
    Dbq/t^  
    OQKc_z'"  
    ^|hVFM2  
    2) 创建透镜 >LH}A6dUC  
    k\dPF@~Hvl  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens / ;[x3}[  
    23,pVo  
    myqwU`s  
    Ho[]03  
    3) 输入透镜参数 A;&YPHB  
    7fSNF7/+  
    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; `CBXz!v!O  
    >El]5M7h7  
    @0NWc c+  
    ` vFDO$K  
    Zg>]!^X8  
    将第二面的圆锥系数改为-1 2m*/$GZ  
    Z5*(xony0  
    4) 创建LED光源 D@ !r?E`  
    gX(Xj@=(&  
    ^Pu:&:ki  
    光源类型为Random plane ; #T{)y  
    光线数为10000; 3c(mZ   
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; VZ">vIRyi|  
    形状选为椭圆; 2i !\H$u`  
    ^,5%fl  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. s16, *;Z  
    半径选择60度 G)M! , Q  
    类型选择 Lambertian >ke.ZZV?  
    形状选择 Elliptical ]s E)-8  
    ct OCj$$u  
    波长选择默认默认波长 }; M@JMu,  
    Power默认为1 watts 8t) g fSG  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm :2/ jI:L~  
    4i }nk T  
    _O11SiP]  
    LED光源设定办法 BIew\N  
    'Nuy/\[{\  
    .n4{xQo,EJ  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) FKL@,>!<e  
    Q>9bKP  
    o2hZ=+w>  
    波长设定,颜色选为绿色 TA:uB[Ji  
    A=Hv}lv  
    AkdO:hVtG  
    功率设定(在Power units选择Watts) P/^@t+KC  
    x>tm[k  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane VlSM/y5  
    |!7leL  
    `-R&4%t%  
    创建平面探测器(plane) Gm9  
    v^F00@2I  
    >j$aY  
    5JK'2J&  
    6) 创建分析面 RP[`\  
    7N@[Rtv  
    {D :WXvI  
    kdx06'4o  
    光线滤光器设置 `kv7Rr}Q  
    l{ql'm  
    7) 执行光线追迹 05\0g9  
    }u$c*}  
    T<b* =i  
    :A:7^jrhi  
    &)JoB  
    =h +SZXe<r  
    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。 wq!9wk9  
    f8=qnY2j  
    W/WP }QM  
    8) 优化设定 VAUd^6Xdwx  
    &2[Xu4*  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 #R31V QwK5  
    T /IX(b'<  
    2EN}"Du]mj  
    gd#?rc*f<3  
    2@pEiq3  
    定义变量
    < 1m `  
    -MsL>F.]  
    F$|:'#KN  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) }NG P!  
    j)@{_tv6;  
    >SziRm>Y7  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) ZGI<L  
    ) R5j?6}xF  
    9) 优化 \-{$IC-L  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 &`vThs[x  
    .f;@O qU  
    :pz@'J  
    HkhZB^_V  
    p[At0Gc L  
    优化结束后会弹出如下报告 I8B0@ZtV  
    8y_(Iu|:  
    =A{'57yP  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 X%JyC_~<  
    YO?o$Hv16  
    10) 光线追迹与结果分析 UWS 91GN@  
    n _ ?+QF  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    s6 (md<r  
    )p>p3b g  
    @2d9 7.X  
    C2=PGq  
    优化后透镜的面型如下: Ygkf}n  
    透镜渲染效果
    +%Kk zdS'  
    h)j#?\KYm9  
     
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