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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 `Cq&;-u  
    kT)[<`p  
    本文您将会学到如下内容: C'$w*^me  
    透镜基本参数输入; HR'sMu3  
    优化变量与评价函数设定; eA q/[(  
     优化; (:Di/{i&r5  
     照度分析; w3l2u1u  
    =`Ii ?xo  
    2. 操作流程 %d?.v_Hu0  
    &JMp)zaI[  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 z5.Uv/n\1  
    X<G"Ga L  
    Xb#!1hA  
    h [*/Tnr  
    2) 创建透镜 J]G] <)  
    x6yYx_  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens )&/ecx"2Q  
    |pLx,#n  
    >,%or cN  
    eka<mq|W  
    3) 输入透镜参数 >u?m Bx  
    E;v#'  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; w{F{7X$^  
    <c'0-=  
    yuP1*QJ%  
    j-]`;&L  
    -t#YL  
    将第二面的圆锥系数改为-1 suKr//_  
    %lsRj)n  
    4) 创建LED光源 d{/#A%.  
    }ejZk bP  
    (8"advc6  
    光源类型为Random plane ; a4d7;~tZ  
    光线数为10000; U80h0t%  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; *Aqd["q  
    形状选为椭圆; ZLI t 3  
    I9  (6  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ?Vre" 6U  
    半径选择60度 TXL!5, X_  
    类型选择 Lambertian `;j@v8n$*  
    形状选择 Elliptical ^cDHC^Wm  
    lcVZ 32MQ  
    波长选择默认默认波长 'G>$W+lT^  
    Power默认为1 watts IL>VH`D  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm k\76`!B  
    Cer&VMrQK  
    B6kc9XG  
    LED光源设定办法 `!(I Q&  
    3xIelTf*  
    %6.WGuO  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 7Is:hx|:  
    \s?8}k  
    6?(yMSKa  
    波长设定,颜色选为绿色 +)xjw9b  
    kqkTz_r|H  
    c/DK31K  
    功率设定(在Power units选择Watts) (S~kNbIa  
    ;\g0* b(  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane C4aAPkcp2$  
    =u-q#<h4 ;  
    vnN 0o5  
    创建平面探测器(plane) g@2KnzD  
    .H@b zm  
    +)hxYLk&I  
    \ )WS^KR%  
    6) 创建分析面 ({3Ap{Q}  
    nIr:a|}[  
    KCIya[$*  
    Xf#+^cQ  
    光线滤光器设置 =PF2p'.o  
    mBeP" GS  
    7) 执行光线追迹 W) Ct*I^  
    Vk> &  
    O9P+S|hcY  
    /\{emE\]  
    @O`T|7v  
    n)0M1o#  
    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。 ff;~k?L  
     + \]-"  
    '}^qz#w   
    8) 优化设定 ",xTgB3?V  
    ..kFn!5(g  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 5sANF9o!  
    uPq@6,+  
    ppo0DC\>  
    d#OAM;0}5  
    R< L =&I  
    定义变量
    G6.lRaPu"m  
    DRpF EWsm  
    g >@a  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) 7},oY"" 8  
    DcNp-X40I  
    ^RJ @9`P&t  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) K {kd:pr  
    >8ryA$  
    9) 优化 A=0{}B#  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ^Ze(WE)  
    H $ %F0'0  
    =w* 8   
    h w ^ V  
    vV xw*\`<6  
    优化结束后会弹出如下报告 twu,yC!  
    x`c 7*q%  
    DZ @B9<Zz{  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 m_;fj~m  
    0hhxTOp  
    10) 光线追迹与结果分析 -K lR":  
    {sf ,(.W  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    "F}dZ  
    R[14scV  
    +;\w'dBi,  
    '}9 Nvr)+  
    优化后透镜的面型如下: RcO"k3J  
    透镜渲染效果
    8Ji`wnkXe  
    ^.R!sQ  
     
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