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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 vQXF$/S  
    .w\4Th#  
    本文您将会学到如下内容: Brg0:5H   
    透镜基本参数输入; ~O./A-l  
    优化变量与评价函数设定; jc6~V$3  
     优化; T06w`'aL  
     照度分析; S WsD]rn  
    Rbm+V{EF&  
    2. 操作流程 jj ` 0w@  
    ,t1s#*j\!q  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 _mdJIa0D6k  
    )`5-rm~*  
    BI#(L={5  
    tvzO)&)$  
    2) 创建透镜 w\t  
    35-FD{  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 5.0;xz}#y  
    uTbMp~cYB  
    Y=pRenV'  
    F r2 +p  
    3) 输入透镜参数 _;(Q MeR  
    TKw>eGe  
    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; T^ xp2cZ  
    qj*BV  
    0\$Lnwp_  
    < R@&<E6  
    R<h0RKiM@  
    将第二面的圆锥系数改为-1 8r\xQr'8h  
    Eh_[8:dK  
    4) 创建LED光源 q|D*H9[ke  
    AQ.q?'vE)  
    4f0dc\$  
    光源类型为Random plane ; f'Xz4;  
    光线数为10000; lgAE`Os  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; NX+ eig</-  
    形状选为椭圆; hU2 N{Ac  
    +fIy eX  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. A,ao2)  
    半径选择60度 }>j1j^c1='  
    类型选择 Lambertian zgpPu4t  
    形状选择 Elliptical Ox/va]e7"  
    } % |GV  
    波长选择默认默认波长 p@znmn-  
    Power默认为1 watts C$B?|oUJc  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm h"nv[0!)  
    ~Uz|sQ*G  
    1hp@.Fv  
    LED光源设定办法 /%N~$ &wW  
    [c6_6q As  
    Ipmr@%~  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) ?at~il$z'  
    a-DE-V Uls  
    Y!s/uvRI  
    波长设定,颜色选为绿色 5 4LCoG/  
    }`^<ZNkb/  
    N=L urXv  
    功率设定(在Power units选择Watts) *XzUqK  
    <~8W>Y\m  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane K<_H`k*x  
    L,X6L @Q  
    )'<zC  
    创建平面探测器(plane) XJOo.Y  
    ]X _&  
    A><%"9pZ  
    86} rz  
    6) 创建分析面 Cw^)}23R  
    ->#7_W  
    >"nk}@  
    ;NPb  
    光线滤光器设置 I~T?tm  
    nocH~bAf2  
    7) 执行光线追迹 ,!py n<_  
    O 1X !  
    Ia"bP` L  
    <*5D0q#~"  
    )*JTxMQ  
    \)"qN^we  
    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。 Tp6ysjao  
    F^~#D, \  
    jKQP0 t-  
    8) 优化设定 `4p9K  
    Zj<T#4?8  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 4* hmeS"  
    xO@OkCue  
    q.X-2jjpx:  
    ";. 3+z  
    |ZKchd8Yq  
    定义变量
    QBo^{],  
    <z4!m/f [(  
    _0`O}  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) Stw6%T-  
    i! nl%%  
    dk ?0r  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) ?d%}K76V<  
    Fy@D&j  
    9) 优化 ZqGq%8\.s  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 G j:|  
     t|DYz#]  
    0&-sz=L  
    ={oO9.9  
    MG@19R2s  
    优化结束后会弹出如下报告 S{H8}m|MW  
    , $=V  
    C!P6Z10+j  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 DQ}]'*@?  
    (TQXG^n$gY  
    10) 光线追迹与结果分析 y%y#Pb |  
    ] ge-b\  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    / u{r5`4  
    $p@g#3X`  
    EIfrZg7R  
    hU{%x#8}lK  
    优化后透镜的面型如下: b6(yyYdF  
    透镜渲染效果
    VQ; =-95P  
    >4E,_`3N  
     
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