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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 6km{= ```  
    U].u) g$  
    本文您将会学到如下内容: <&'Ye[k  
    透镜基本参数输入; x~."P*5  
    优化变量与评价函数设定; B!jINOg  
     优化; A:"J&TbBx  
     照度分析; 51oZ w%os=  
    ^'8T9N@U  
    2. 操作流程 vfT<%Kl!'  
    amI$0  
    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。 M4a- +T"  
    $q}}w||e~0  
    -C$Z%I7 0  
    lu @#)  
    2) 创建透镜 T W?O  
    W-Cf#o  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens #&\hgsw/T  
    AR\?bB~`c  
    v |/IN  
    fTi,S)F'  
    3) 输入透镜参数 !M~p __  
    4%WV)lt  
    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; K[LTw_oE  
    5*1wQlL  
    .rj FhSr$  
    OT7F#:2`  
    6Rn_@_Nn)f  
    将第二面的圆锥系数改为-1 t#|E.G:=  
    _t:cDXj  
    4) 创建LED光源 '3uj6Wq2  
    _C?<re3*  
    8|[\Tp:;  
    光源类型为Random plane ; F2y M2Ldx  
    光线数为10000; YgaJ*%\  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; h Ia{s)  
    形状选为椭圆; 8eP2B281  
    ~MY7Ic%  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. =5&)^  
    半径选择60度 xM%E;  
    类型选择 Lambertian $4kc i@.  
    形状选择 Elliptical !D%*s,t\'  
    ?Gl'-tV  
    波长选择默认默认波长 uVqJl{e\  
    Power默认为1 watts xiU-}H'o  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm CGg:e:4  
    =!xeki]|9  
    <9bQAyL9  
    LED光源设定办法 xtjTU;T  
    qce#  
    > c7/E  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) t; n6Q0  
    # RJy  
    sXTt )J  
    波长设定,颜色选为绿色 i`r,B`V`08  
    "}K/ b  
    k`js~/Xv  
    功率设定(在Power units选择Watts) +nd'Uf   
    d8M"vd  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane I(Nsm3L  
    MvY0?!v  
    cFUYT$8>  
    创建平面探测器(plane) !5`}s9hsF_  
    uGl0z79  
    G"MpA[a_  
    .Z&OKWL  
    6) 创建分析面 ~<, \=;b/  
    q30WUO;  
    ,-CDF)~G=3  
    _DC/`_'  
    光线滤光器设置 Beqhe\{  
    d5A!kU _.  
    7) 执行光线追迹 zx-+u7qKH  
    q22cp&gmX  
    *U54x /w|  
    F.A<e #e?  
    ;~]&$2sk  
    K?[pCF2C  
    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。 c7s4 g-  
    |@nvg>mu  
    =AL95"cH~  
    8) 优化设定 Q77qrx3  
    kTi QO2H  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 }C*o;'o5G  
    0y;&L63>T  
    3!Qt_,  
    !+ uMH!  
    />ob*sk/Y  
    定义变量
    %hrv~=  
    Wlg(z%  
    k|A!5A2  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) f=K1ZD  
    !a~x |pjJ  
    7Wb.(` a<  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) a m<R!(  
    Qmn5umd=?\  
    9) 优化 dt`L}Yi  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 B10p7+NBF  
    izFu&syv)  
    ,dVCbAS@  
    +ypG<VBx%  
    $#RD3#=?u  
    优化结束后会弹出如下报告 do[K-r  
    Dx <IS^>i  
    cJA :vHyw  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 &V=54n=O?  
    J.<eX=<  
    10) 光线追迹与结果分析 ?>%u[g   
    Z$ftG7;P0  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    =\XAD+  
    U~H'c p  
    I.8|kscM  
    "L8V!M_e  
    优化后透镜的面型如下: Q|ik\  
    透镜渲染效果
    (Wx)YI  
    h5f>'l z  
     
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