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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 -~=:tn)0  
    0\Myhh~DLE  
    本文您将会学到如下内容: 1d~cR  
    透镜基本参数输入; 6:Zd,N=  
    优化变量与评价函数设定;  gm@%[  
     优化; F='rGQK!1  
     照度分析; JsQmn<Yt  
    |Z{ DU(?[b  
    2. 操作流程 vqBT^Q_q;  
    [- x]%  
    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。 k3B]u.Lo  
    ^sZ,(sc{G  
    gl"1;C  
    8`  f=E h  
    2) 创建透镜 (Z};(Hn  
    JdA3O{mT)  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens \}}) U#   
    Ru^j~Cj5  
    }^3ICwzm  
    "0A !fRI~  
    3) 输入透镜参数 w}QU;rl8q  
    f{u3RCfX~2  
    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; !T8h+3 I  
    km#Rh^  
    :k.C|V!W  
    [n;GP@A ]R  
    6`hHx=L  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ;K<W<v5m0N  
    M8' GbF=1  
    4) 创建LED光源 #1` lJ  
    ZzV%+n7<Vx  
    Sg}]5Mn`  
    光源类型为Random plane ; B<uUf)t  
    光线数为10000; xp"5L8:C  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; f^[:w1X$sM  
    形状选为椭圆; `}9jvR5  
    4XL]~3 c  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 4^rO K  
    半径选择60度 Z3]ut #`  
    类型选择 Lambertian LZG ~1tf  
    形状选择 Elliptical 00)=3@D  
    cu V}<3&  
    波长选择默认默认波长 yzQ^KqLH  
    Power默认为1 watts ]f"l4ay@M  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm /iekww^54  
    {Deg1V!x>  
    C 9:5c@G  
    LED光源设定办法 }28,fb /  
    .TTXg,8#D  
    Ohmi(s   
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) g` QbJ61a  
    =W~K_jE5lo  
    &7\q1X&Rr  
    波长设定,颜色选为绿色 SecZ5(+=  
    ?u]%T]W  
    ?YO$NYwE  
    功率设定(在Power units选择Watts) D.\s mk  
    X3j<HQcK  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane g[~"c}  
    3Vj,O?(Z  
    aZMMcd   
    创建平面探测器(plane) ,TAzJ  
    AK*F,H9  
    O1_dA%m  
    i; 3^vhbQ  
    6) 创建分析面 aN5w  
    5-ju5z?=  
    $`&uu  
    .w`1;o  
    光线滤光器设置 &_EjP hZ  
    f;;(Q-.  
    7) 执行光线追迹 k*8 ld-O  
    pU|SUM  
    62X;gb  
    Ws;}D}+  
    n"1LVJN7  
    ]`2=<n;=  
    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。 Z+< zKn}  
    P7Ws$7x  
    ^sNj[%I R  
    8) 优化设定 9aE!! (E  
    ^=nJ,-(h_  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 6-@ X  
    BQ ol>VRu  
    , LP |M:  
    5Y\wXqlY  
    9*+%Qt,{B  
    定义变量
    5mD]uB9  
    OI9V'W$  
    D4x~Vk%H  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) xsq+RBJi  
    os]P6TFFX?  
    Rmrv@.dr!  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) Olg@ Ri  
    { L(Q|bB  
    9) 优化 J0e~s  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ,rB"ag !  
    M8 E8r  
    "`Q.z~  
    <MlRy%3Z  
    S1<mO-  
    优化结束后会弹出如下报告 AiT&:'<UT  
    pm-SDp>s  
    a_UVb'z  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 )vFJx[a<n`  
    e>Vr#a4  
    10) 光线追迹与结果分析 ==[a7|q  
    2\xv Yf-  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    G &'eP  
    5Mfs)a4j.  
    ,haCZH {  
    ?G[<~J3-E  
    优化后透镜的面型如下: gxX0$\8o7  
    透镜渲染效果
    K; 7o+Xr  
    Mt@P}4   
     
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