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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 V+E2nJ  
    a1s=t_wT  
    本文您将会学到如下内容: zRu}lJ1#W$  
    透镜基本参数输入; p[W8XX  
    优化变量与评价函数设定; \n/_ Px  
     优化; 'a4xi0**I  
     照度分析; br0gB3 r  
    ~(Fy GB}  
    2. 操作流程 0C3CqGP  
    Iy"   
    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。 W~gFY#w  
    ]T+{]t  
    b`1P%OjC  
    c1Dhx,]ad  
    2) 创建透镜 Z>o20uA  
    cz.-cuD[iD  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens sfx:j~bsL  
    V}3.K\7  
    <~f/T]E,  
    c~p4M64  
    3) 输入透镜参数 ][D<J0  
    IUI >/87u  
    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; /SZsXaC '  
    tV%M2 DxS  
    rjfQ\W;}U  
    y_\vXY'  
    cl^tX%  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ?e yo2:-$  
    b[H& vp  
    4) 创建LED光源 )(y&U  
    `y m^0x8  
    MX  qH  
    光源类型为Random plane ; *"4 OXyV  
    光线数为10000; $Nnz |y  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; }9{6{TD  
    形状选为椭圆; 2v yB [(  
    *O+YhoR?  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. w0VJt<e*  
    半径选择60度 c7S<ex,  
    类型选择 Lambertian 0 E{$u  
    形状选择 Elliptical BpRQG]L  
    T|r@:t[  
    波长选择默认默认波长 8%2*RKj  
    Power默认为1 watts <?QY\wyikz  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm G+=&\+{#4  
    7w YSP&$  
    s +^YGB  
    LED光源设定办法 y~''r%]   
    "wA3l%d[Y  
    5"k _Ms7R,  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 61b,+'-  
    \2pJ ]  
    &A]*"lt|w  
    波长设定,颜色选为绿色 d{I|4h  
    >\[sNCkf  
    PUF"^9v  
    功率设定(在Power units选择Watts) 5c`DkWne%  
    kR9G;IZ8s  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane lD. PNwM  
    DSD#',  
    hPP+lqY[  
    创建平面探测器(plane) 9kWyO:a_(  
    C KBLM2 D  
    I Yj\t?,0  
    q^>$YY>F  
    6) 创建分析面 i8+kc_8#d  
    2-. g>'W  
    ;F"W6G  
    A<QYW,:|  
    光线滤光器设置 L*Xn!d%  
    Ilsh Jo  
    7) 执行光线追迹 E&jngxlN  
    `N;u#z  
    hQ#'_%:  
    .9S  
    ?7Y X @x  
    V :*GG+4  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 LX!16a@SxA  
    r"zW=9 O=  
    SG$/v  
    8) 优化设定 VEd\*  
    GK2IY  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 0+m"eGwTm  
    9Or3X/:o  
    :~{XL>:S  
    &B/cy<;y,  
    u3dhMnUn  
    定义变量
    gXE'3  
    WB"$NYB  
    *B#<5<T  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) 1Hy  
    ~BaU2S@y  
    uZW ?0W  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) jgVra*   
    @L,T/m-HF  
    9) 优化 >OBuHqC  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 f)vD2_E  
    s[SzE6eQ`l  
    *;1G+Q#  
    1e _V@Vy  
    eN,s#/ip]  
    优化结束后会弹出如下报告 acRPKTs H  
    ?k<wI)JR  
    ghx8dX}  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 s@'};E^]@r  
     #Z"N\49  
    10) 光线追迹与结果分析 ACU0  
    +pnT6kU|  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    UFyGp>/06  
    L>).o%(R  
    BT2[@qH|qF  
     i('z~  
    优化后透镜的面型如下: n,9 *!1y  
    透镜渲染效果
    VjMd&>G  
    q(\$-Dk.Vv  
     
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