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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 n|B<rx?v  
    6d3YLb4M$i  
    本文您将会学到如下内容: B) dG:~  
    透镜基本参数输入; xWM?E1@  
    优化变量与评价函数设定;   Xi w  
     优化; 4P#4R B  
     照度分析; KWM}VZY:Z  
    wZ=@0al  
    2. 操作流程  } #&L  
    q(v|@l|)yO  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 ST,+]p3L(  
    apnpy\in  
    ;Nd'GA+1;(  
    0:c3aq&u  
    2) 创建透镜 G9@5 !-  
    Q /t_% vb  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens QvJ29  
    &}\{qFD;  
    +x<OyjY5?]  
    n$E$@  
    3) 输入透镜参数 PzustC|  
    Zqb*-1Qw"*  
    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; MeAY\V%G=o  
    }rF4M1+B\  
    f+\UVq?  
    >;%LW} %  
    ;j+*}|!  
    将第二面的圆锥系数改为-1 Iz>\qC}  
    s +E4AG1r  
    4) 创建LED光源 F)@zo/u5L  
    Rm~8n;7oOr  
    WC b 5  
    光源类型为Random plane ; B9H.8+~(  
    光线数为10000; x6^FpNgQ  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; f*T}Ov4  
    形状选为椭圆; :)h4SD8Y  
    PF+Or  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 6o*'Q8h  
    半径选择60度 'ITZz n*  
    类型选择 Lambertian YdUcO.V  
    形状选择 Elliptical I.`D BI#-f  
    !(3[z>  
    波长选择默认默认波长  '{cFr  
    Power默认为1 watts $4og{  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm =5uhIU0O  
    12Fnv/[n'K  
    k L4#  
    LED光源设定办法 ngk:q5Tp  
    @g*[}`8]y  
    Y@qugQM>  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) B[2t.d;h  
    R[TaP 7n  
    "W_E!FP]r  
    波长设定,颜色选为绿色 ;ZkY[5  
    4w]<1V  
    ZT`" {#L  
    功率设定(在Power units选择Watts) p0}Yo8?OW  
    ,'sDauFn  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane MYR\W*B'b  
    Kek %io  
    kV3LFPf>0  
    创建平面探测器(plane) A;f)`i0l,  
    S&;)F|-q  
    579 t^"ja~  
    Y^|15ek  
    6) 创建分析面 Z&h:3;  
    ::3[H$  
    % 3fpIzm  
    B%o%%A8*g  
    光线滤光器设置 <,H/7Ba  
    ;6?,Yhk$h  
    7) 执行光线追迹 PTTUI  
    :R3&R CTZ  
    )0Vj\>  
    -x?|[ +%  
    *Tmqs@L  
    V P7LKfv  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 Oo ^ AE  
    b>d]= u  
    e$mVA}>Ybp  
    8) 优化设定 h,K&R8S  
    ,eL&Ner  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 L$jii  
    0\eSiXs  
    x/0x&la  
    BL%&n*&  
    psS^  
    定义变量
    0|4R8Dh*-  
    UY:Be8C A  
    !u`f?=s;  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) QqXaXx;  
    0 eOdE+  
    "k),;1  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) a &`^M  
    mmMiA@0  
    9) 优化 Q1H.2JXr  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 5F :\U  
    XD[9wd5w8  
    DG3Mcf@5  
    Z(J 1A x  
    |6`7kb;p  
    优化结束后会弹出如下报告 aQso<oK  
    475jmQ{q  
    >(sS4_O7N  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 &3*r-9BZ  
    Kke _?/fT  
    10) 光线追迹与结果分析 TNcMrbWA  
    i-x /h -  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    s2nZW pIy  
    u#->?  
    )EN ,Ry  
    -3XnUGK  
    优化后透镜的面型如下: CT|H1Ry2T  
    透镜渲染效果
    3V]psZS  
    <F| S<\Y.  
     
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