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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 e#K =SV!H  
    ]#N2:ych  
    本文您将会学到如下内容: ^_JD 7-g  
    透镜基本参数输入; ks7g*; 3{@  
    优化变量与评价函数设定; M#on-[  
     优化; \_FX}1Wc2.  
     照度分析; I#Ay)+D  
     IpY  R  
    2. 操作流程 >2`)S{pBD  
    S#qd#Zk|Y  
    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。 xA]CtB*o7  
    Qvs}{h/  
    @(PYeXdV6&  
    `h12  
    2) 创建透镜 $ud5bT{n  
    xBd#  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens <OF7:f  
    ys:1%D,,_  
    0F sz  
    u&`7 C  
    3) 输入透镜参数 b9[;qqq@'  
    >/1N#S#9  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; A] pLq`  
    }% JLwN  
    HDYr?t~V  
    8 s!0Z1Roc  
    jdQ`Y+BC  
    将第二面的圆锥系数改为-1 zu<b#Wv  
    4)+MvKxjS  
    4) 创建LED光源 :kqJ~  
    (E59)z -  
    g5R2a7  
    光源类型为Random plane ; r#*kx#"  
    光线数为10000; j[gX"PdQ  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Oi&.pY:X-  
    形状选为椭圆; q5?g/-_0[  
    q=ZLSBZ  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. mq$'\c 9.  
    半径选择60度 ws Lg6  
    类型选择 Lambertian eIK8J,-  
    形状选择 Elliptical B#AAG*Ai8  
    V(1Ldl'a  
    波长选择默认默认波长 Lv+lLK  
    Power默认为1 watts zx'G0Z9]  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ?1i>b->  
    }rsD$  
    |Y"q. n77  
    LED光源设定办法 CL|t!+wU/  
    dON 4r2-yC  
    !p4w 8  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 6+BR5Nr  
    'YQ"Lf  
    ,i#]&f`c;5  
    波长设定,颜色选为绿色 f:\jPkf'  
    Ev%4}GwO4  
    FOgF'!K  
    功率设定(在Power units选择Watts) G`PSb<h\oc  
    aiGT!2  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane dG}fpQ3&  
    7(^<Z5@  
    9+U%k(9  
    创建平面探测器(plane) 1@RctI_}  
    +Sv`23G@  
    !=--pb  
    XWZ *{/u  
    6) 创建分析面 } WY7!Y  
    *O,\/aQ+  
    KB <n-'  
    Fh9`8  
    光线滤光器设置 6tB-  
    dQ@ e+u5  
    7) 执行光线追迹 &e@2zfl7  
    bVSa}&*kM  
    1u7 5  
    A;m)/@  
    )Xg,;^  
    /lkIbmV  
    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。 )VQ:L:1t(  
    &N GYV  
    YFOSv]w  
    8) 优化设定 +b1(sk=4z  
    ~{iBm"4  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 &10vdAnBRC  
    1U.se` L  
    9"1 0:\U  
    / *xP`'T  
    S9J<3 =  
    定义变量
    P;bl+a'gu  
    &F9BaJ  
    01}az~&;35  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) -q|K\>tgU  
    +'Pl?QyH  
    f!a[+^RB:  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) gN$.2+:  
    |`_qmk[:R  
    9) 优化 [ \ LA  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 0RAmwfXm  
    S Y>i@s+ML  
    zvYkWaa_Qz  
    a_4Ny  
    wO&`3Q3~$  
    优化结束后会弹出如下报告 _HX 1E  
    4YM!SE-I  
    Or= [2@Wg  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 5p}Y6Lc\j  
    I]bqle0M  
    10) 光线追迹与结果分析 )n}Wb+2I  
    f@l$52f3D  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    m5Q,RwJ!xK  
    rM#jxAb  
    >[B}eS>  
    v Ic 0V  
    优化后透镜的面型如下: W!8g.r4u+,  
    透镜渲染效果
    i`)bn 1Xm  
    [H)NkR;I  
     
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