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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 O (<Wn-  
    Gnr]qxL  
    本文您将会学到如下内容: mBhG"0:  
    透镜基本参数输入; i_)j K  
    优化变量与评价函数设定; wtndXhVC4>  
     优化; peY(4#  
     照度分析; "$;=8O5O  
    <}pqj3  
    2. 操作流程 kb Fr  
    w6'o<=  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 >w9fFm!Q  
    LL7a 20  
    !r,ZyJU  
    ;m,lS_[c  
    2) 创建透镜 (?72 vCc  
    &^8>Kd8  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Pv1C o:  
    'sn%+oN  
    #)AcK|*y  
    B)Hs>Mh|W  
    3) 输入透镜参数 cmmH)6c>  
    403%~  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; ZsirX~W<  
    eOt T*  
    K8$Hg:Ky-/  
    xC9^x7%3O  
    8*;G\$+  
    将第二面的圆锥系数改为-1 6+_)(+ c  
    (9CB&LZ(+E  
    4) 创建LED光源 c BQ|m A  
    S)p{4`p%  
    hY7Q$B<  
    光源类型为Random plane ; Wct +T,8  
    光线数为10000; Ro*$7j0!Hf  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; yK+76\} I  
    形状选为椭圆; L%ND?'@  
    C0[Rf.*  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 5r.\maW  
    半径选择60度 g^26Gb.  
    类型选择 Lambertian w;vp X>  
    形状选择 Elliptical 0|nvi=4~e|  
    g2l|NI#c^  
    波长选择默认默认波长 N#Bg`:!  
    Power默认为1 watts w1F7gd  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm m0t 5oO  
    yb1A(~  
    BA' ($D>  
    LED光源设定办法 b#FN3AsR  
    wh l)^D  
    #\"8sY,j  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 5m&{ f>]T  
    U5jY/e_  
    12])``9  
    波长设定,颜色选为绿色 sTU]ntoQqR  
    ={ c=8G8T  
    _tS<\zy@y  
    功率设定(在Power units选择Watts) WM}:%T-  
    $74ZC M  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane @Ytsb!!  
    lb2mWsg"  
    ,G S8Gu  
    创建平面探测器(plane) 81V,yq]  
    _SjS^z~  
    AGQCk*dm  
    fz31di9$  
    6) 创建分析面 9-eYCg7C|  
    1 h|cr_  
    Y=sRVypJ  
    ca*USM  
    光线滤光器设置 T9jp*  
    Wxkk^J9F3  
    7) 执行光线追迹 s<5q%5ix3  
    k$y(H;XA  
    eft-]c+*0  
    38b%km#  
    D Km`  
    cveTrY}g  
    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。 [Tby+pC  
    `sQ\j Nu  
    .%+'Ts#ie  
    8) 优化设定 [bUM x  
    "zc@(OA[z  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 >Bq;Z}EV  
    e]!Vxn3  
    nS"K dPM  
    'Sppm;?  
    5s8S;Pb]<  
    定义变量
    M(HU^?B{'  
    *>V6KW  
    $"0 t1  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) ji? 0;2Y  
    ^+oi|y  
    yZ~<! 5.P  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) ^_9 ^iL  
    qe 4hNFq  
    9) 优化 OYzt>hdH  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 iC?s`c0B  
    1 >jG*tr  
    2!\y0*}K  
    m8n!<_NFt(  
    C$){H"#  
    优化结束后会弹出如下报告 bM;yXgorU  
    pRx^O F(3  
    @;qC % +^  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ,pa,:k?  
    ;@Ep?S @  
    10) 光线追迹与结果分析 D%(9ot{!e  
    /D`M?nD7  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    E:V&:9aQ@  
    @g9j+DcU  
    Wa #,>  
    gGw6c" FRQ  
    优化后透镜的面型如下: Re5m  
    透镜渲染效果
    KSIH1E  
    aO.'(kk8  
     
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