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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[}m  
    |QxDjL<&t4  
    本文您将会学到如下内容: n;!t?jnf.  
    透镜基本参数输入; Ku&0bXP  
    优化变量与评价函数设定; AA yzT*^  
     优化; O7q-MeMM  
     照度分析; @\[&_DZ  
    eK3J9 ;X  
    2. 操作流程 '<8ewU  
    0}HKmEM  
    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。 ggX'`bK  
    L42C<  
    iVnrv`k,  
    *crpM3fO>  
    2) 创建透镜 }&;0:hw%  
    [)9bR1wh  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens nvpdu)q<  
    d<: VoQM6M  
    0$* z   
    %n!s{5:F  
    3) 输入透镜参数 oREZ^pE@  
    _.wLQL~y  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; O/l|\n  
    js7J#b7  
    lty`7(\  
    q4(&.Al\@  
    a<c %Xy/  
    将第二面的圆锥系数改为-1 vZ$uD,@;.  
    USe"1(|E  
    4) 创建LED光源 sDWX} NV  
    D='/-3f!F]  
    B 2&fvv?  
    光源类型为Random plane ; jw#'f%*  
    光线数为10000; jlzqa7  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; U*v//@WbH  
    形状选为椭圆; nM)]  
    $ShL^g@  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 3(6i6 vV  
    半径选择60度 WB $Z<m :  
    类型选择 Lambertian 0Q%'vBX\`  
    形状选择 Elliptical . |KxQn}  
    wxr93$v  
    波长选择默认默认波长 fd*=`+P  
    Power默认为1 watts 42t D$S5^  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm |~rDEv3  
    T" 8>6a@}E  
    '_@=9 \<  
    LED光源设定办法 d/Fjs0pt  
    A CJmy2  
    <F>\Vl:  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) $fuFx8`2W  
    |5$9l#e  
    k/!Vv#8  
    波长设定,颜色选为绿色 O)&xT2'J  
    eJ$?T7aUf  
    D@5&xd_@4  
    功率设定(在Power units选择Watts) ~>xn9vb=  
    rm(<?w%'?  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ?i)-K?4Sb  
    :#I8Cf  
    2%1 g%  
    创建平面探测器(plane) QRw3 06  
    #=Q/<r.~G  
    26.iFt/:  
    6i%LM`8GEk  
    6) 创建分析面 (= uwx#  
    6DR@$fpt  
    H*EQ%BLW^,  
    t<}'/ )  
    光线滤光器设置 VH+^G)^)W  
    X1#D}  
    7) 执行光线追迹 : gv[X  
    {eqUEdC  
    8Tv;,a  
    9"_qa q  
    l yO_rZT  
    ^7F!>!9Ca  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 v#YO3nD  
    qV9`  
    peR=J7  
    8) 优化设定 6~;fj+S  
    r"Pj ,}$A  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 2~Gcoda  
    ~e,  
    g4RkkoZ>)  
    S)@R4{=e"V  
    bN<c5  
    定义变量
    |@Q(~[It  
    0 6 K8|K  
    Ai(M06P:h  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) jr" yIC_  
    7<|1 xOT  
    ')Ozz<{  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) (RWZ [-;)  
    N$p}rh#7{  
    9) 优化 w v9s{I{P  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 h7[VXE  
    1K0 9iB  
    1fViW^l_  
    JWlH(-U4|  
    >`'#4!}G5j  
    优化结束后会弹出如下报告 iDp]l u  
    pb_mW;JVu  
    ~k|~Q\   
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 tvf"w`H  
    `: i|y  
    10) 光线追迹与结果分析 3vQ?vS|2  
    Crm](Z?  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    57v[b-SK  
    p Ic ;9  
    6jPaS!E  
    xf% ,UQ  
    优化后透镜的面型如下: ,Xo9gn  
    透镜渲染效果
    qqS-0U2  
    ]$y"|xqR  
     
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