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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 6,)!\1k  
    .|$6Pi%!  
    本文您将会学到如下内容: cAIMt]_  
    透镜基本参数输入; ;|e{J$  
    优化变量与评价函数设定; H[ocIw  
     优化; JzMPLmgG/  
     照度分析; :<4:h.gO8  
    \Rop~gD  
    2. 操作流程 Ks:~Z9r}  
    mw";l$Aq}  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 #~%tdmGuL  
    VYI%U'9Q  
    X6%w6%su5  
    o&)O&bNJ  
    2) 创建透镜 lG,/tMy  
    'CsD[<  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens r 11:T3  
    B5pM cw  
    7 N+;K0  
    |3W\^4>,  
    3) 输入透镜参数 \9dSI  
    |5S/h{gq  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; .g_B KeU  
    #+p30?r0y  
    ,$@nbS{Q]  
    s`M[/i3Nm  
    "&%: 9O  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ~>zml1aJ6  
    GJW+'-f  
    4) 创建LED光源 6*%3O=*  
    U.~, Bwb  
    5OP$n]|(  
    光源类型为Random plane ; Fv=7~6~  
    光线数为10000; gE%{#&*  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; oomB/"Z  
    形状选为椭圆; eW#U<x%P  
    ) \Mwv&k1  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. pe=Ou0  
    半径选择60度 YJ_`[LnL  
    类型选择 Lambertian  Hi#'h  
    形状选择 Elliptical 1xg^;3m2  
    ;xaOve;9  
    波长选择默认默认波长 "ut:\%39.  
    Power默认为1 watts n-[J+DdB  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm  ::Y   
    ;%P$q9 *C  
    b{qeu$G R  
    LED光源设定办法 yaV=e1W  
    g9(zJ  
    AEaT  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) MJ'|$b}  
    *F/uAI^)  
    dk~h  
    波长设定,颜色选为绿色 l^4[;%*f#l  
    jV)!9+H#  
    Vzf{gr?  
    功率设定(在Power units选择Watts) y]Q G;  
    Qx CZ<|  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ;K38I}  
    -G&>b D  
    T677d.zaT  
    创建平面探测器(plane) .kh%66:  
    e:}8|e~T  
    7qSlqA<Hs  
    bHE'R!*  
    6) 创建分析面 3?I^D /K^  
    (UmoG  
    %:^,7 .H@  
    bf2R15|t5`  
    光线滤光器设置 JG&`l{c9  
    yO.3~H)c  
    7) 执行光线追迹 (.\GI D+i  
    B;t U+36nM  
    Vr/UbgucJ  
    3nv7Uz  
    p%e! &:!  
    iJ_`ZM.w  
    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。 }T%;G /W  
    8;9GM^L  
    7 y}b (q=  
    8) 优化设定 /9dV!u!;  
    $@d`Kz;  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 cC w,b]  
    *9)7.} uY  
    AH`D&V  
    ;hR!j!3}  
    p'1n'|$e  
    定义变量
    NhQIpzL)  
    Ge$cV}  
    Zzr+p.  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) +aRjJ/*  
    *FDz20S  
    Z'dY,<@  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 1) V,>)Ak  
    hkSpG{;7  
    9) 优化 7r?O(0>  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 adtK$@Yeg  
    WmLl.Vv=  
    Rt~Aud[  
    a%f{mP$m  
    >R3~P~@30  
    优化结束后会弹出如下报告 +kTAOf M  
    d_#\^!9  
    pW O-YZ#+  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 E } |g3  
    >U~.I2sz  
    10) 光线追迹与结果分析 6u/3"A]'  
    nMc3.fM  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    Ne*I$T 5  
    \@nmM&7C!4  
    >1:s.[&  
    0X+Jj/-ge  
    优化后透镜的面型如下: U,)Ngnd  
    透镜渲染效果
    A@*P4E`xp  
    E>TD`  
     
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