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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 LHb{9x  
    & \m\QI  
    本文您将会学到如下内容: jo ^*R'}  
    透镜基本参数输入; )zN )7  
    优化变量与评价函数设定; LsXYvX  
     优化; Tx5L   
     照度分析; VA0TY/{ ]  
    l- l}xBf  
    2. 操作流程 _OY;SJ(  
    c.fj[U|j  
    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。 L*z;-,  
    4jpF^&y7u^  
    ;IT^SHym  
    RjDFc:bB  
    2) 创建透镜 }/VHeHd  
    |Xag:hof  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens \ *2IU"R  
    j{g{`Qa  
    [3.rG!Na  
    OjN]mp-q  
    3) 输入透镜参数 jnTl%aQYc  
    HZT;7<  
    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; {x8`gP\H  
    MPt7 /  
    (GQy"IuFh  
    z+b~#f3  
    /dfZ>k8  
    将第二面的圆锥系数改为-1 Y'-Lt5SCS  
    L!5f*  
    4) 创建LED光源 UZ1 lI>  
    3X:F9x>y  
    g=pDC+  
    光源类型为Random plane ; J0#% *B  
    光线数为10000; 0pR04"`;  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; _5zR!|\^  
    形状选为椭圆; 6-3l6q  
    "rXGXQu  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Cn,jLy  
    半径选择60度 ct  ZW7  
    类型选择 Lambertian 9K49<u0O  
    形状选择 Elliptical {t 7 M  
    vl#/8]0!  
    波长选择默认默认波长 ;[xDc>&("Q  
    Power默认为1 watts +,MzD'(D  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm NB^.$ 3 9n  
     en   
    te|VKYN%}[  
    LED光源设定办法 3 !,%;Vz=  
    ZD,l 2DQ?  
    "%Jx,L\f{  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) t~AesHZpk  
    1)r1/0  
    IOA{l N6  
    波长设定,颜色选为绿色 Qu\E/T`  
    y?rsfIth`  
    NlKnMgt~  
    功率设定(在Power units选择Watts) '~@WJKk  
    g9gyWz  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane .Ybm27Dk  
    ZGf=/Ra a  
    &EQov9P7  
    创建平面探测器(plane) {[$p}#7Y  
    +b{\v1b  
    "-hgeQX  
    pS%Az)3RZ  
    6) 创建分析面 }LM_VZj  
    &L/ C:<.  
    j#*K[  
    6wF ?FtT  
    光线滤光器设置 ?XHJCp;f  
    u%|VmM>  
    7) 执行光线追迹  oCduY2  
    9Dpmp|  
    g~cWBr%>  
    v7ae^iU  
    9@h>_1RJz  
    6G( k{S  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 v9<p@GY"\  
    GJ*AyYG  
    Ad"::&&Wk  
    8) 优化设定 _|*j8v3  
    ^=tyf&"  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 GxvVh71zP  
    [iDa6mcth  
    .z_^_@qdm  
     W6a2I  
    Kkd7D_bZ*  
    定义变量
    Oe5aNo  
    vv3dr_l:  
    lFB Ka ,6  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) >LW9$[H  
    a#kZY7s  
    d>(dSKx  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) XL +kEZ|3  
    sG\=_-"v(  
    9) 优化 _]<]:b  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 0[PP -]JS  
    e\P+R>i0  
    t rHj7Nw  
    -5Ccuk>6  
    A\=:h  AQ  
    优化结束后会弹出如下报告 ;B7>/q;g  
    c*3ilMP\4  
    ln3.TR*  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 02SUyv(Mt  
    87*R#((  
    10) 光线追迹与结果分析 r*WdD/r|  
    / {A]('t  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    AKS(WNGEp  
    2[W Qq)\  
    6/GhQ/T%D  
    8x+K4B"oe  
    优化后透镜的面型如下: s_RYYaM  
    透镜渲染效果
    6z/8n f +u  
    ~>C!l k  
     
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