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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 g/FT6+&T.  
    FWp ?l  
    本文您将会学到如下内容: GBBp1i  
    透镜基本参数输入; hAds15 %C  
    优化变量与评价函数设定; s`G}MU  
     优化; '"c`[L7Wn  
     照度分析; Z;tWV%F5  
    'n"we# [  
    2. 操作流程 ~PAI0+*"q  
    BW3Q03SW6  
    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。 8 .K; 2  
    0"GLgj:9  
    (7&b)"y  
    *)?'!  
    2) 创建透镜 m;1/+qs0  
    RU/SJ1wM"  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 6f t6;*,  
    j, *= D6  
    ~>_UTI  
    #Jp|Cb<qx  
    3) 输入透镜参数 amX1idHo^  
    WWOt>C~zV  
    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; H?ug-7k/  
    ^ rUq{  
    d.Ccc/1-  
    O.\\)8xA  
    #W.vX=/*  
    将第二面的圆锥系数改为-1 8X278^ #  
    .A_R6~::  
    4) 创建LED光源 darbL_1  
    xpu 2RE  
    u]`0QxvZ  
    光源类型为Random plane ; u~JR]T  
    光线数为10000; g>gf-2%Uo  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; @[f$MRp\  
    形状选为椭圆; 1{a4zGE?[  
    IGly x'\_  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. W:9l"'  
    半径选择60度 )iK:BL*Nw  
    类型选择 Lambertian M"qS#*{  
    形状选择 Elliptical &h!O<'*2  
    .!i`YT*jF  
    波长选择默认默认波长 F?cwIE\J  
    Power默认为1 watts 23,pVo  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ~Je40vO[  
    iC>%P&|-)|  
    m I:^lp  
    LED光源设定办法 L 8;H_:~_'  
    ~_F;>N~  
    dD~H ft  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) loE;q}^  
    ^SsnCn-e  
    L<B)BEE.  
    波长设定,颜色选为绿色 >msQ@Ch  
    qK2jJ3)>  
    n\<7`,  
    功率设定(在Power units选择Watts) bKzG5|Qu  
    h+Yd \k  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane :*DWL!a  
    9vwm RVN  
    Oo FMOlb.Z  
    创建平面探测器(plane) ^e ;9_(  
    q bCU&G|)  
    ?~.:C'  
    fR+{gazk n  
    6) 创建分析面 +{m+aHk  
    nt-_)4Fm  
    YktZXc?iI<  
    kzNRRs\e  
    光线滤光器设置 =1(7T.t  
    .X"&k O>G  
    7) 执行光线追迹 G51-CLM,  
    +Wy`X5v  
    1[#sHj$Na`  
    >&R@L KP  
    Ea'jAIFPpO  
    m']$)Iqw  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 Bt5 P][<  
    f&$;iE  
    in,0(I&I  
    8) 优化设定 hA1B C3  
     "^BA5  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 % WXl*  
    0aI@m  
    br 3-.g  
    8'b ZR]  
    {D(l#;,iX2  
    定义变量
    0T#z"l<L  
    h8Oj E$ H  
    c=bK_Z_  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) '+j;g  
    :[f[-F  
    =_g#I  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) f\q5{#"z  
    8y_(Iu|:  
    9) 优化 *)I^+zN  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 0kls/^0,  
    K7(k_4  
    u>agVB4\F  
    ?[>Y@we  
    B"#pvJN  
    优化结束后会弹出如下报告 -r_\=<(  
    V51kX{S  
    VYh/ URU>  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 'NfsAE  
    _LfbEv<,T  
    10) 光线追迹与结果分析 "iX\U'`  
    tQUKw@@Q  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    D8 PC;@m  
    0raFb,6l  
    T\6,@7  
    yI07E "9  
    优化后透镜的面型如下: T3"'`Sd9;  
    透镜渲染效果
    c'Ibgfx%m  
    +_S0  
     
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