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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 S;=_;&68?  
    U -EhPAB@  
    本文您将会学到如下内容: TvQ^DZbe  
    透镜基本参数输入; %>y;zqZIU  
    优化变量与评价函数设定; iF9_b  
     优化; >SDp uG&>  
     照度分析; 3.vgukkk5  
    DMZ`Sx  
    2. 操作流程 hNbIpi=  
    EGS%C%>l/o  
    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。 i-lKdpv  
    f=`33m5  
    fbC~WV#  
    6y  Wc1  
    2) 创建透镜 ZHkw6@|  
    aB"xqh)a}T  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens +a$|Sc  
    Hk;-5A|9  
    8Xn!Kpa  
    ;7rv  
    3) 输入透镜参数 7=k^M, a  
    :a3 xvN-l  
    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; $}tjS3klr  
    kuKa8c  
    =|SdVv   
    Do*n#=  
    !>g:Si"  
    将第二面的圆锥系数改为-1 '4u v3)P  
     ( Uk ,  
    4) 创建LED光源 IR$ (_9z  
    OW`STp!  
    js <Ww$zFW  
    光源类型为Random plane ; SUE ~rb  
    光线数为10000; Q~Ea8UT. #  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; }htPTOy5  
    形状选为椭圆; YBjdp=als  
    '*!L!VJ  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. :"'nK6>  
    半径选择60度 dGkg aC+  
    类型选择 Lambertian \:&@;!a  
    形状选择 Elliptical ngUHkpYS5  
    GAl+Zg##  
    波长选择默认默认波长 BSzkW}3q9  
    Power默认为1 watts J?Iq9f  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm bd \=h1  
    yV]xRaRr2  
    -:`V<   
    LED光源设定办法 12( wj6Q  
    ( ?Q|s,  
    Ade }g'  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) ?<~WO?  
    `ROG~0lN(  
    z<n-Gzwk  
    波长设定,颜色选为绿色 '%7 Bxof  
    wda';@y5(  
    5*G%IR@@LK  
    功率设定(在Power units选择Watts) hbfq]v*X  
    m*n5zi|O  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane |NMO__l@  
    ISNcswN#  
    CL9yEy"V  
    创建平面探测器(plane) eegx'VSX4  
    E1*QdCV2  
    qd6fU^)i  
    =m tY  
    6) 创建分析面 n-afDV  
    5%i:4sMx *  
    xJhU<q~?  
    wCb(>pL0  
    光线滤光器设置 yyP-=Lhmo=  
     ^jyD#  
    7) 执行光线追迹 H3O@9YU  
    ht6244:  
    &Lj@9\Dh  
    reiU%C  
    U A-7nb  
    ..qd,9H  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 u, kU$  
    J;QUPpH Z  
    Pe ~c  
    8) 优化设定 l-O$m  
    ls|LCQPx  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 }iww:H-1  
    "(TkJbwC[  
    S4A q'  
    IVjU`ij  
    :1aL ?  
    定义变量
    +4)7j&L  
    UY>v"M  
    N4{nG,Mo]  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) h*l&RR:i  
    ?6N3tk-2  
    *@S@x{{s  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) Z" v<0]rN  
    77,oPLSn  
    9) 优化 ocQWQ   
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 iEHh{H(  
    7+,vTsCd  
    yfj(Q s  
    &t}?2>:  
    9;=dxWf   
    优化结束后会弹出如下报告 `!4,jd  
    +RDJY(Y$  
    M0'v&g  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 SaDA`JmO  
    UT]?;o"  
    10) 光线追迹与结果分析 K`6z&*  
    F:g=i}7  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    r@}bDkx  
    m,MSMw1p  
    S\ ,mR4:  
    =JO^XwUOo  
    优化后透镜的面型如下: LJTo\^*  
    透镜渲染效果
    <nHkg<O6Y  
    -1%OlKC  
     
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