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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 d*_rJE}B  
    k_`h (R  
    本文您将会学到如下内容: 6xLQ  
    透镜基本参数输入; >BZ,g!N,J}  
    优化变量与评价函数设定; L:\>)6]Ls  
     优化; <DN7  
     照度分析; ?&-$Zog  
     Dn#^-,H  
    2. 操作流程 6x;!E&<  
    G_`Ae%'h  
    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。 srhI%Zj  
    @RHG@{x{K  
    iu.Jp92  
    {dYz|O<  
    2) 创建透镜 i`5Skr:M  
    /vI"v 4  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ^Rh}[  
    Gkm {b[  
    [)?yH3  
    %c@PTpAM  
    3) 输入透镜参数 Q^8/"aV\  
    =E62N7_`=  
    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; $Lz!04  
    mD%IHzbn H  
    eV"s5X[$  
    Y+h ?HS  
    nrR2U`  
    将第二面的圆锥系数改为-1 V  n+a-v  
    P#}vi$dZ  
    4) 创建LED光源 qERJEyU?  
    [ldBI3  
    =7[}:haB{  
    光源类型为Random plane ; cRE6/qrXGg  
    光线数为10000; S9[Y1qH>K  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; NA$%Up  
    形状选为椭圆; *z};&UsF{  
    R'pfA B|!  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. BIEq(/-  
    半径选择60度 -2j[;kgt}  
    类型选择 Lambertian o]WcODJdl  
    形状选择 Elliptical mkq246<D~  
    qP-_xpu]R  
    波长选择默认默认波长 4X!4S6JfB  
    Power默认为1 watts ^r,0aNzAs  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm xo4lM  
    <"8F=3:uk  
    MnlD87x@X  
    LED光源设定办法 fmD~f  
    i-?mghe8  
    hcM9Sx"!  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) "ruYMSpU  
    _St ":9'uU  
    {9* l  
    波长设定,颜色选为绿色 nd$92H  
    "gFw:t"VV  
    I>q!co9n  
    功率设定(在Power units选择Watts) Ly z8DwZ  
    ]L2b|a3  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ^Vi{._r  
    ,& wd  
    hl0\$  
    创建平面探测器(plane) uzT+,  
    L={\U3 __k  
    u}P:9u&h6X  
    Gqj(2.AY  
    6) 创建分析面 o'Fyo4Qd  
    Vl3-cW@p  
    9m)gp19YA  
    ~7FS'!W,F  
    光线滤光器设置 ]~~G<Yh:=  
    M!i*DU+SE  
    7) 执行光线追迹 m WHyk"l  
    =l:k($%%  
    y} is=h3  
    B_D0yhh  
    UFLx'VX d  
    jT/P+2hMW  
    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。 l`uMtv/Wp  
    ~2 nt33"  
    =M}tet }  
    8) 优化设定 /r2S1"(q  
    irvd>^&jDC  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 =>kg]  
    lr[T+nQ  
    fwmXIpteK  
    ]O{i?tyX  
    MK1#^9Zr  
    定义变量
    sAPQbTSM  
    P#Whh  
    PVIZ Y^64  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) A,xPA  
    s:iBl/N}  
    R4T@ ]l&W  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) H:OpS-b  
    C<(qk_  
    9) 优化 {p$@)b  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 *&\6x}.I4  
    Ux{0)"fj  
    MppT"t  
    gz~ug35  
    uc}tTmB|  
    优化结束后会弹出如下报告 }K`KoM  
    P;K LN9/4  
    _n!>*A!  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 GY.iCub  
    $06('Hg&  
    10) 光线追迹与结果分析 D?8(n=#[  
    )Vrp<"v  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    Yyd]s\W  
    :WsHP\r  
    jKo9y  
    R'6(eA[K  
    优化后透镜的面型如下: )_n(u3'  
    透镜渲染效果
    )MLbE-@  
    J7C?Z  
     
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