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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 Yg /g9$'  
    C/$bgK[ev  
    本文您将会学到如下内容: n~"qbtp}  
    透镜基本参数输入; O]4v\~@-j  
    优化变量与评价函数设定; r` B(ucE  
     优化; ol0i^d*9F  
     照度分析; 1Clid\T,o  
    noNJ+0S  
    2. 操作流程 4,,DA2^!  
    zqHG2:MN"  
    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。  \gsJ1@  
    zif&;)wV/  
    }/w]+f*  
    F50l->F2&  
    2) 创建透镜 S j ly]  
     -uKTEG[  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens $u~*V  
    &4O2uEW0  
    1[yy/v'q  
    kYhV1I  
    3) 输入透镜参数 |(%=zb=?X  
    aD(3.=[R  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; )3IUKz%\6p  
    .FN;3HU  
    KqN;a i,F  
    E^iShe  
    wBWqibY|  
    将第二面的圆锥系数改为-1 o;9 G{Xj3@  
    DPlDuUOd  
    4) 创建LED光源 ?8w5tfN6t  
    f, '*f:(  
    eB&.keO  
    光源类型为Random plane ; upLjkQ)_  
    光线数为10000; qyBC1an5,  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; BM~6P|&qD  
    形状选为椭圆; ew \WV "  
    ur:8`+" (  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 4Q!|fn0Sv  
    半径选择60度 hj=qWGRgI  
    类型选择 Lambertian 4]HW!J  
    形状选择 Elliptical %aI,K0\  
    ddS3;Rk2  
    波长选择默认默认波长 }S$OE))u  
    Power默认为1 watts  Y(  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm :GN++\ 1pw  
    VbDk44X.W  
    sf0\#Q  
    LED光源设定办法 ]K3bDU~  
    04WxV(fo'  
    f}~=C2R1<!  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) (rc 7Cp3  
    l^XOW- ;u  
    cyLl,OA  
    波长设定,颜色选为绿色 S0Ur{!9\#^  
    Ge @qvP_  
    P5H_iH  
    功率设定(在Power units选择Watts) ymp ik.'  
    [dR#!"6t  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Y_}_)nE@m  
    UGlHe7  
    VP~(;H5%  
    创建平面探测器(plane) d-C%R9  
    (Hmm^MV)  
    l}iQ0v@  
    gKY6S?  
    6) 创建分析面 bsm/y+R  
    qqJghV$Oj  
    #sg*GK+|:R  
    SA#01}&p  
    光线滤光器设置 8f<y~L_(`  
    !MrQ-B(  
    7) 执行光线追迹 w=CzPNRHH!  
    U{KnjoS  
    1{5t.  
    eh%{BXW[p  
    &qK:LHhj  
    u|Oc+qA(  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 n!.=05OtX  
    c3Gy1#f:#2  
    %Oo f/q  
    8) 优化设定 @ze2'56F}  
    _-sFJi8B  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 )Fp$ *]|  
    ^Zp  
    FrUqfTi+W  
    "G-h8IN^O  
    0WfnX>(C7R  
    定义变量
    E]8uj8K3]  
    MRw4?HqB  
    ;X a N  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) SSxz1y  
    $.t>* Bq  
    *7-rm  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) REgM  
    vBJxhK-  
    9) 优化 %.D!J",\/K  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 o<iU;15  
     \m~p;B  
    : 8j7}'  
    L&y"oAp<  
    ?G,gPb  
    优化结束后会弹出如下报告 \EU^`o+  
    x@QNMK.7  
    _G-y{D_S&  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 #Q)r6V:  
    \ {]y(GT  
    10) 光线追迹与结果分析 }3_b%{  
    dHTx^1  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    ;2\6U;  
    J^ewG  
    cC>Svf[CzK  
    <&3aP}  
    优化后透镜的面型如下: ~,oz hj0f/  
    透镜渲染效果
    _{; _wwz  
    GA$fueiQNs  
     
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