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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 s-Gd{=%/q  
    W895@  
    本文您将会学到如下内容: 83V\O_7j  
    透镜基本参数输入; 4uO88[=  
    优化变量与评价函数设定; "" ^n^$  
     优化; Szu @{lpP@  
     照度分析; igTs[q=Ak  
    sYXLVJ>b  
    2. 操作流程 o<48'>[  
    \\ R<HuTY  
    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。 b)Nd}6}<?  
    X{cB%to  
    ckFPx l.  
    )UU`uzU;u  
    2) 创建透镜 ]]r ;}$  
    ]Gm4gd`  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens s7}-j2riq  
    1 Lg{l  
    \25EI]  
    H'$H@Kn]-  
    3) 输入透镜参数 @Zhd/=2[  
    v\9f 8|K  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; voRb>xF  
    "\+\,C  
    6X'0 T}  
    nvQX)Xf  
    _8PNMbv{  
    将第二面的圆锥系数改为-1 % mPv1$FH  
    HI:1Voy  
    4) 创建LED光源 //r)dN^  
    \ 6taC  
    (0y!{ (a  
    光源类型为Random plane ; WaX!y$/z  
    光线数为10000; cna%;f.  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; R9-mq; u+  
    形状选为椭圆; nZYO}bv\  
    4!ZT_q  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. .P5' \  
    半径选择60度 hd/'>]  
    类型选择 Lambertian \O~/^ Y3U!  
    形状选择 Elliptical 6,1oLvU  
    x3 ( _fS  
    波长选择默认默认波长 By[M|4a  
    Power默认为1 watts _'y`hKeI[  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm W4P\HM>2  
    /9SoVU8  
    N2j^fZd_  
    LED光源设定办法 2Kr8#_) 0  
    fO#nSB/ 8  
    keQRS+9  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) lOb(XH9  
    7&jq  =  
    !YO'u'4<aK  
    波长设定,颜色选为绿色 "85)2*+  
    @Wm:Rz  
    'O2/PU2_  
    功率设定(在Power units选择Watts) ]d{lS&PRlg  
    S&l [z,  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane .n.N.e  
    q!><:"#[G  
    C^_m>H3b  
    创建平面探测器(plane) w4Hq|N1-Y  
    &+hk5?c /  
    L|b[6[XTHL  
    hhU\$'0B-  
    6) 创建分析面 j-i>Jd7  
    S5H}   
    C(>g4.-p8  
    }2c&ARQ.m>  
    光线滤光器设置 hVFZQJ?cv  
    ZcHIk{|  
    7) 执行光线追迹 I+3=|Ve f  
    ;>5]KNj  
    9@Cu5U]  
    o1{3[=G  
    9`H4"H>yG  
    H|`D3z.c  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 Ix(,gDN  
    "?iyvzo  
    <wd;W;B  
    8) 优化设定 WD kE 5  
    s`v$r,N0  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 x.Ny@l%]  
    pP"j|  
     r/)ZKO,  
    NCo!n$O1~  
    vwa*'C  
    定义变量
    k3Puq1H  
    )3 f\H  
    f4f)9n  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) ru1^. (W2  
    ![I|hB  
    [yc7F0Aw  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) el2<W=^M  
    nq+6ipx  
    9) 优化 oe<@mz/  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 6p&uifY}tR  
    68<W6z  
    1IT(5Mleb  
    DH i@ujr  
    G-:7,9  
    优化结束后会弹出如下报告 zITxJx  
    (_3'nFg  
    cc1M9kVi  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 P{J9#.Zq&s  
    1#fR=*ZM"  
    10) 光线追迹与结果分析 FGm!|iI  
    =@hCc  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    *.D{d0A  
    -Oz! GX  
    !\Cu J5U  
    z/p^C~|}  
    优化后透镜的面型如下: xh25 *y  
    透镜渲染效果
    tqpi{e  
    *mYGs )|  
     
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