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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 _bHmcK  
    w6F4o;<PR  
    本文您将会学到如下内容: j="{^b  
    透镜基本参数输入; jQFAlO(E':  
    优化变量与评价函数设定; @{+c6.*}  
     优化; 7 M=LyrO  
     照度分析; +t({:>E  
    q~^Jd=cB\  
    2. 操作流程 I8d#AVF2  
    9KN75<n  
    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。 ex @e-<  
    9fp1*d  
    V*@pmOhz  
    -fI-d1@  
    2) 创建透镜 vrXUS9i.  
    @MWrUx  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens U;<07 aMj  
    T\eOrWt/  
    '2vZ%C$  
    *,.WI )@  
    3) 输入透镜参数 bF;g.-.2  
    OGw =e{  
    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; HFu#-}iNV  
    2%y}El^+_  
    YDE;mIW  
    ]R~K-cN`  
    *.#d'~+  
    将第二面的圆锥系数改为-1 .uG|Vq1v  
    ~5<-&Dyp7  
    4) 创建LED光源 9^h0D}#@  
    81u}J9z;  
    LE%3.. !  
    光源类型为Random plane ; Z& e_yl  
    光线数为10000; ;i\m:8!;  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; "a %5on  
    形状选为椭圆; )R.y>Ucb0  
    'te4mY}  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ~:~-AXaMT  
    半径选择60度 bx`s;r=  
    类型选择 Lambertian J8>y2rAi  
    形状选择 Elliptical PzbLbH8A  
     u;R<  
    波长选择默认默认波长 )F Q '^  
    Power默认为1 watts 49q\/  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 9(g?{6v|  
    xPoI+,  
    7t &KKKV  
    LED光源设定办法 #!(OTe L  
    +L D\~dcV+  
    ;L (dmx?  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) BO)K=gl;8  
    ejP273*ah  
    9aky+  
    波长设定,颜色选为绿色 CBz$N)f  
    EUZ#o\6  
    c `C /U7j  
    功率设定(在Power units选择Watts) \6~(# y  
    @(Q 'J`  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane / qp)n">  
    OP>rEUtj  
    %s<7 M@]f  
    创建平面探测器(plane) `IL''eJug_  
    ?hu}wl)  
    QS.t_5<U  
    Q'xZ\t  
    6) 创建分析面 S?TyC";!  
    =g)|g+[H  
    F*Lm=^:  
    &} %rZU  
    光线滤光器设置 ig|o l*~  
    E{+V_.tlu  
    7) 执行光线追迹 cYHHCaCS  
    &cy @Be}|T  
    |]FJfMX  
    4mNg(w=NF  
    sswYwU  
    )1f8 H,q^  
    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。 eaSf[!24"  
    F#d`nZ=M  
    8~Avg6,  
    8) 优化设定 R)4L]ZF  
    "\0&1C(G  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 B+W 4r9#  
    L9L!V"So1k  
    }s i{  
    .KH3.v/c|  
    E2J.t`H  
    定义变量
    2 VgFP3  
    lxsBXXZg  
    , H$1iJ?  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) 8&T6  
    L O)&|9xw  
    ?8 dd^iX/  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) nSUQ Eho<  
    NJ" d`  
    9) 优化 |j3fS[.$  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 !@2L g  
    ,D#ssxV  
    L#)F00/`  
    ~%)ug3%e  
    @nIoYT='  
    优化结束后会弹出如下报告 Ci{,e%  
    \jlem<&  
    9k5$rK`  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 EtVRnI@  
    )q xZHV  
    10) 光线追迹与结果分析 `` !BE"yN  
    !yxb=>A  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    @JFfyQ {-  
    mR JX,  
    T_T@0`7  
    7Q_AZR 4  
    优化后透镜的面型如下: rK^Sn7U  
    透镜渲染效果
    zB,Vi-)vH  
    u7L!&/6On  
     
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