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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 <`'T#e$  
    {u)>W@Lr  
    本文您将会学到如下内容: ^bk:g}o  
    透镜基本参数输入; (bp4ly^  
    优化变量与评价函数设定; JpE7"Z"~MS  
     优化; i# bcjH  
     照度分析; '|J~2rbyr  
    uF<}zFS  
    2. 操作流程 C8t;E`  
    _Nacqa  
    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。 fR>"d<;T  
    MnTJFo"  
    &t:~e" 5<  
    H;{IOBo  
    2) 创建透镜 *b8AN3!  
    H7%q[O  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens %sCG}? y  
    _qa9wK/  
    10IX8 4  
    *BHp?cn;F2  
    3) 输入透镜参数 R4vf  
    U%)-_ *`z  
    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; {H3B1*Dk  
    J_7#UjGA,  
    Qo\?(E M  
    O-&^;]ieJ  
    @Nn'G{8OG  
    将第二面的圆锥系数改为-1 Qz4Do6#y  
    (;9j#x  
    4) 创建LED光源 nxMZd=Y  
    <f#pS[A  
    wC?>,LOl  
    光源类型为Random plane ; MO@XbPZB  
    光线数为10000; moRo>bvN~  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ^h!}jvqE  
    形状选为椭圆; 9#E)H?`g  
    K57u87=*X?  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. `Wd4d2aLG  
    半径选择60度 b_f"(l8'S  
    类型选择 Lambertian Q zp!)i  
    形状选择 Elliptical _B0C]u3D  
    [<WoXS1LX  
    波长选择默认默认波长 x>tsI}C  
    Power默认为1 watts 0BQ{ZT-Kh  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm jo' V.]\  
    f4Ob4ah!(  
    {Z1KU8tp  
    LED光源设定办法 ; )FmN[  
    _+,>NJ  
    3  $a;  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) |$g} &P8;  
    XT?wCb41R  
    OXnTD!m>{  
    波长设定,颜色选为绿色 N}nE?|N=5  
    KM?w{ ~9  
    T: SqENV  
    功率设定(在Power units选择Watts) $WXO1o(O  
    6)c-s|#  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Rn)fwGC  
    !v8](UI8-  
    $]rC-K:Z  
    创建平面探测器(plane) 2 fg P  
    Z*Rg ik  
    +j %y#_~  
    GI@;76Qf  
    6) 创建分析面 l#~pK6@W  
    bFSs{\zE  
    ^*w}+tB  
    eD8e0 D'S  
    光线滤光器设置 [8Fn0A  
    Ckc5;:b&m  
    7) 执行光线追迹 [^W +^3V  
    H%>^_:h  
    A/{!w"G  
    X]o"4#CQIX  
    yy+:x/(N[  
    Km,%p@`m  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 5WvsS( 9H  
    zI\+]U'  
    [] el4.J,  
    8) 优化设定 mZG n:f}=  
    8/T,{J\  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 `X)A$lLr  
    2x<!>B  
    J~n|5* cz  
    =k>fW7e  
    x4(8 =&Z  
    定义变量
    *(qj!U43  
    B3pjli  
    )%PMDG|  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) *;xGH  
    ?^2nrh,n+  
    !8D>Bczq)  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) w!z* ?k=Da  
    BMqr YW  
    9) 优化 ) iZU\2L  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 (G/(w%#7_  
    g5RH:]DV  
    rxqSi0p  
    E-($Xc  
    S^;;\0#NK  
    优化结束后会弹出如下报告 Pd-LDs+Ga  
    B"zB=Aw  
    ,i Y:#E  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 bt(Y@3;  
    ^B%c3U$o  
    10) 光线追迹与结果分析 CyS %11L  
    c*]f#yr?  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    _aBy>=2c$  
    %-$BtR2@o  
    |a a\t  
    i7Cuc+ j8  
    优化后透镜的面型如下: T?QW$cU!e:  
    透镜渲染效果
    ![nL/  
    k14<E /  
     
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