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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 ?g9oiOhnG  
    GBYwS{4  
    本文您将会学到如下内容: /Jf}~}JP  
    透镜基本参数输入; U5ME`lN*`  
    优化变量与评价函数设定; QE+HL8c^s  
     优化; W]I+Rlv)U  
     照度分析; ndHUQ$/(  
    {'z(  
    2. 操作流程 GD0Q`gWNe  
    +d=w%r)  
    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。 2Z+:^5  
    Ni>!b6 Z`[  
    ~_a$5Y  
    MJ<jF(_=  
    2) 创建透镜 c]68$;Z7  
    X=jHH=</  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens {<Y\flj{@m  
    >hO9b;F}  
    #oJ%i+V  
    R?HuDxHk  
    3) 输入透镜参数 S!h=HE  
    tL]T_]z  
    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; SAhk`_  
    :gTtWJ04]  
    -+y3~^EYm,  
    Vp1Ff  
    Ud)2Mq1#M  
    将第二面的圆锥系数改为-1 c7A]\1 ~  
    6cX Z3;a  
    4) 创建LED光源 z[WdJN{  
    )6{,y{5!  
    /" @cv{  
    光源类型为Random plane ; h^'+y1  
    光线数为10000; T 3 <2ds  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; IlZ$Jd  
    形状选为椭圆; Y2$xlqQd"  
    ,c|Ai(U  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. [:8+ +#KD  
    半径选择60度 q9(Z9$a(\  
    类型选择 Lambertian DFp">1@`PR  
    形状选择 Elliptical v+C%t!dx  
    RV),E:?  
    波长选择默认默认波长 LerRrN}~  
    Power默认为1 watts C(n_*8{  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm O% 8>siU  
    X*t2h3 "}  
    TGGbO:s3  
    LED光源设定办法 g`dAj4B  
    <OTx79m  
    =-]NAj\  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) }pKKNZ`[  
    jD ?*sd  
    S3^(L   
    波长设定,颜色选为绿色 Bo0f`EC I  
    6*:U1{Gl)  
    vF9fXY=  
    功率设定(在Power units选择Watts) Qn}M  
    814cCrr,o  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane #9t3<H[  
    GYtp%<<9;  
    EzU3'x  
    创建平面探测器(plane) %*OQH?pyx}  
    }(!3)k7*  
    ^e--4B9|  
    e17]{6y  
    6) 创建分析面 |y4j:`@.  
    8;O/x  
    WNSEc%  
    C0W-}H  
    光线滤光器设置 0(Hzh?t_  
    p. KT=dZT  
    7) 执行光线追迹 4P?@NJp  
    *fI\|%K  
    e6Kyu*  
    D{6<,#P{w  
    6S^JmYq  
    EP{/]T  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 Wa9yyc  
    i4m P*RwC  
    /|@~:5R5H  
    8) 优化设定 vw :&c.zd  
    |}Z2YDwO/  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 3[<D"0#},  
    {/i&o  
    "Iacs s0;  
    j-wKm_M#jX  
    r |2{( +  
    定义变量
    DK1{Z;Z  
    \ lK `  
    gdS@NUM  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) yeA]j[ #  
    p5J!j I=  
    [X ]XH  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) l_pf9 !z  
    YwZ ]J  
    9) 优化 ~-'-<-  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 s?PB ]Tr  
    V5p->X2#  
    9>;CvR  
    %$=2tfR  
    ~'N+O K  
    优化结束后会弹出如下报告 'q l<R0g  
    cyB2=,  
    1i;Cw/mr  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 }O2P>Z?V  
    pW_mS|  
    10) 光线追迹与结果分析 <tdsUh:?&  
    _po5j;"_O  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    (+(bw4V/  
    ynJ)6n7a  
    `:Zgq+j&  
    UTqKL*p523  
    优化后透镜的面型如下: M|7][! <G!  
    透镜渲染效果
    6E9o*YSk  
    W Haf}.V  
     
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