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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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    离线infotek
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-10-11
    1. 摘要 7ei|XfR  
    ?9=9C"&s  
    本文您将会学到如下内容: x5WW--YR+  
    透镜基本参数输入; t2iv(swTe  
    优化变量与评价函数设定; -"[<ek  
     优化; &gE 75B  
     照度分析; STw#lU) %(  
    ^3FE\V/=  
    2. 操作流程 BEgV^\u  
    v[n7"  
    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。 d@G}~&.|  
    Z@%HvB7  
    p/ >`[I  
    5pRV 3K{H  
    2) 创建透镜 Q;J`Q wkH  
    1G'`2ATF*  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens y tf b$;|  
    A &9(mB  
    G>+1*\c  
    vuFBET,  
    3) 输入透镜参数 3QOUU,Dt$  
    AVU>+[.=%c  
    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; ([V V%ovZ  
    nbTVU+  
    [ dE.[  
    VCcr3Dx()F  
    `H3.,]  
    将第二面的圆锥系数改为-1 =@5x"MOz  
    ;eZ#bjw-d  
    4) 创建LED光源 08m;{+|vY  
    K!mOr  
    nPgeLG"00  
    光源类型为Random plane ; :g\rQazxO  
    光线数为10000; oq_6L\ ~  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 35x 0T/8  
    形状选为椭圆; leiW4Fj  
    %&\jOq~  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. @MK"X}3  
    半径选择60度 =_8Tp~j  
    类型选择 Lambertian @i3bgx>_o  
    形状选择 Elliptical vkRi5!bR  
    s $*'^:   
    波长选择默认默认波长 <p?&udqD  
    Power默认为1 watts lRP1&FH0  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ?n\*,{9  
    y9|K|xO[  
    *X38{r j  
    LED光源设定办法 Z_1*YRBY;  
    ro[Y-o5Q0  
    D8# on!  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) \M/6m^zS  
    ,s^<X85gp\  
    Bfv.$u00p  
    波长设定,颜色选为绿色 )2E%b+"  
    Ut)r&?  
    jAsO8  
    功率设定(在Power units选择Watts) e[t<<u3"  
    O8N[Jl  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ~H}en6Rc  
    d= ]U_+  
    SgE/!+{  
    创建平面探测器(plane) BXUF^Hj%  
    vY*\R0/a  
    EC?Efc+O  
    [W,-1.$!dM  
    6) 创建分析面 7e&\{*  
    sxED7,A  
    wp.TfKxw  
     !=*.$4  
    光线滤光器设置 Cv=GZGn-  
    ~tGCLf]c\  
    7) 执行光线追迹 | H ;+1  
    G7* h{nE  
    ER{3,0U  
    T_OF7?  
    [ev-^[  
    XvSIWs  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 S C_|A9  
    ;' e@t8i6  
    ,dd WBwMK  
    8) 优化设定 }1%r%TikY  
    Nl8 gK{  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化  c!uW}U_z  
    fV ZW[9[  
    ?Cci:Lin  
    f8:$G.}i  
    I/UQ'xx  
    定义变量
    `!w^0kZ  
    Eo{EKI1  
    4^!4eyQ^  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) Kv+Bfh  
    !g 0cC.'  
    IvW@o1Q  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) LBX%HGH  
    KC&`x |  
    9) 优化 ^@}#me@  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ~r`Wr`]_z  
    BGjb`U#%3  
    FUaNiAr[  
    z*.v_Mx  
    a%~yol0wO7  
    优化结束后会弹出如下报告 Z%v6xP.  
    Gidkt;lj  
    nN ~GP"}  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 U7%28#@  
    d]M[C[TOX  
    10) 光线追迹与结果分析 FWTx&Ip  
    M@^U 0 ?  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    '>^Xqn  
    d~[UXQC  
    _9h.Gt  
    :z~!p~  
    优化后透镜的面型如下: gEKO128  
    透镜渲染效果
    pVOI5>f\  
    v>WB FvyD  
     
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