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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 #()cG  
    2dd:5L,  
    本文您将会学到如下内容: R{OE{8;  
    透镜基本参数输入; !$KhL.4P  
    优化变量与评价函数设定; :?:j$ =nWN  
     优化; v<J;S9u=  
     照度分析; U)I `:J+A  
    N;`[R>Z~  
    2. 操作流程 (HrkUkw  
    ";S*[d.2tA  
    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。 gHh.|PysW  
    N>nvt.`P  
    ?lwQne8/  
    EDidg"0p  
    2) 创建透镜 3!oQmG_T  
    :@@A  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens va/4q+1GfH  
    q V UUuyF  
    ,<P[CUD&&  
    9M7(_E;)B  
    3) 输入透镜参数 3Llj_lf  
    R$;&O. 5M  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; -IE P?NX  
    P7k$^n  
    ,8"[ /@  
    };|PFWs  
    _hyxKrm' 6  
    将第二面的圆锥系数改为-1 , w'$T)  
    C8W`Oly:]  
    4) 创建LED光源 SX=0f^  
    ,nChwEn  
    >wS:3$Q  
    光源类型为Random plane ; cJWfLD>2_!  
    光线数为10000; S. F=$z.%  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; .kKwdqO+zB  
    形状选为椭圆; Nj-rZ%&  
    lQ<n dt~  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. q}F%o0  
    半径选择60度 $t H.np  
    类型选择 Lambertian |^k1hX2?W  
    形状选择 Elliptical )< a8a@  
    hYUV9k:  
    波长选择默认默认波长 ,8o*!(uO2  
    Power默认为1 watts ^YJ^+:D(  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm $E,DxDT  
    X>GY*XU  
    (F '  
    LED光源设定办法 i`nw"8  
    Q%VR@[`\  
    [`-O-?=  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) k q.h\[  
    ^\kHEM|5v  
    ,Ho.O7H  
    波长设定,颜色选为绿色 07"Oj9NlA  
    = 4WZr  
    U6'haPlOk%  
    功率设定(在Power units选择Watts) / >. X+N  
    p+sPCF  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ecZOX$'5  
    s&`XK$p  
    YB3=ij!K  
    创建平面探测器(plane) M@X#[w:  
    dlzamoS@AR  
    d~Ry>   
    ^?]H$e  
    6) 创建分析面 3R:i*8C  
    |j}F$*SE[  
    Eg29|)qsz  
    j4SG A#;v  
    光线滤光器设置 eL?si!ZL^  
    u\geD  
    7) 执行光线追迹 @d^h/w  
    !gew;Jz  
    Jb.u^3R@  
    |< FCt-U  
    dsZ ( D:)  
    PQ"%Z.F"  
    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。 Bg0cC  
    "EhO )lR  
    6%INNIyAWa  
    8) 优化设定 UBHQzc+,  
    ;OJ0}\*iP8  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 @CI6$  
    A":b_!sW  
    W8h\ s {  
    gbf=H8]  
    p}7&x[fTLk  
    定义变量
    3(*s|V"  
    ykhCt\t[  
    W*`6ero  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread)  iPO S  
    -fgKSJ7  
    U?j>28  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) Py]ci`27  
     A;x^6>  
    9) 优化 nnl9I4-O  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 -%) !XB  
    N`6|Y  
    !*UdY(  
    HWOH8q{f!  
    r$Qh`[<  
    优化结束后会弹出如下报告  PuCA @qY  
    R >&/n/l  
    u*N8s[s'  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 t+J6P)=  
    xU<lv{m`D  
    10) 光线追迹与结果分析 fr2w k}/b  
    M?zAkHNS$  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    qJt gnk|  
    d( g_y m*  
    beZ| i 1:  
    gSYX@'Q!  
    优化后透镜的面型如下: + aqo8'a  
    透镜渲染效果
    MXV4bgltT  
    i]?xM2(N  
     
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