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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 !%1=|PX_  
    .5t|FJ]`$  
    本文您将会学到如下内容: _:ORu Vk  
    透镜基本参数输入; ? >\JX  
    优化变量与评价函数设定; "F$0NYb]I  
     优化; -UhSy>m  
     照度分析; Dd=iYM m7  
    aCwb[7N  
    2. 操作流程 b6LwKUl  
    P+h p'YK1  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 +1R qo  
    {eQ')f  
    qMA K"%x  
    M.[A%_|P  
    2) 创建透镜 %.zcE@7*  
    ]Zj6W9]m  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens :'t+*{ff  
    bSKe@4C  
    G OzV#  
    gmU0/z3&  
    3) 输入透镜参数 1>$}N?u:T  
    kJOSGrg  
    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; Hy_}e"  
    Z,? T`[4B  
    RyJN=;5p  
    s-z*Lq*  
    S>'S4MJE`  
    将第二面的圆锥系数改为-1 gLH#UwfJ  
    cSkJlhwNn  
    4) 创建LED光源 c'678!r9 P  
    og! d  
    hZudVBn  
    光源类型为Random plane ; ? 7H'#l  
    光线数为10000; TsX(=N_  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; XQH wu  
    形状选为椭圆; D+y_&+&,t  
    i;yr=S,a0/  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. gA&+<SK(  
    半径选择60度 EJbFo682  
    类型选择 Lambertian [T5z}!_y  
    形状选择 Elliptical RgPY,\_9+  
    n1Y3b~E?E  
    波长选择默认默认波长 T\Zq/Z\  
    Power默认为1 watts y'a(>s(  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm @ k`^Z5tN  
    :=<0Z1S  
    /j{`hi  
    LED光源设定办法 X~H ~k1  
    RZV8{  
    T{L{<+9%  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) F$;vPAxbK"  
    1o;*`  
    D>YbL0K>X~  
    波长设定,颜色选为绿色 p PF]&:&-b  
    0>E0}AvkT  
    vfh0aW-O  
    功率设定(在Power units选择Watts) +h*.%P}o  
    P@u&~RN9f+  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane >-~2:d\M3  
    /pa8>_,~  
    )ZU=`!4  
    创建平面探测器(plane) xSQ0]vE  
    f +#  
    hKT]M[Pv  
    Mohy;#8Wk  
    6) 创建分析面 m-~eCFc  
    ()E:gq Q  
    w(P\+ m<%  
    t;R drk  
    光线滤光器设置 lO+<T[  
    {GaQV-t  
    7) 执行光线追迹 is3nLm(  
    e<wRA["  
    ~okIiC]#  
    NjTVinz  
    "dKYJ&$  
    . k6)  
    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。 A0NNB%4|/  
     9"@P.8_  
    yqg&dq  
    8) 优化设定 HzO6hb{jJO  
    {(DD~~)D  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 !eoN  
    ^UF]%qqOn  
    IZm_/  
    ,|: a7b]  
    brQkVt_)EE  
    定义变量
    ^ ExA  
    bw@Dc T&,  
    JlR'w]d M,  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) mErXdb|L  
    seFug  
    X^tVq..0  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) gyW*-:C  
    @-z#vJ5Qe{  
    9) 优化 |~! R5|Q  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 8F$b/Z  
    5G~;g  
    $jYwV0  
    \ B~9Ue!  
    26fm }QV  
    优化结束后会弹出如下报告 !b O8apn  
    ]Q\Ogfjp  
    4>4*4!KR}  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 8s4y7%,|  
    lN,8(n?g  
    10) 光线追迹与结果分析 9o.WJ   
    K_V44f1f  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    r9Ux=W\  
    vqLC?{i+  
    o7feH 6Sh  
    \/jr0):  
    优化后透镜的面型如下: v+Vpak9|  
    透镜渲染效果
    (/&IBd-  
    >G2o  
     
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