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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 /C:gKy4  
    AV]2 euyn  
    本文您将会学到如下内容: ec;o\erPG  
    透镜基本参数输入; f'RX6$}\1X  
    优化变量与评价函数设定; | YWD8 +  
     优化; Wvh#:Z  
     照度分析; Bk c4TO  
    9W5lSX#^;  
    2. 操作流程  K5h  
    O0v}43J [  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 ?l{nk5,?-Y  
    0#hlsfc]\  
    \gaw6S>n}  
    U7F!Z( 9  
    2) 创建透镜 !e<^? r4  
    !Ai@$tl[S  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens &p@O _0nF  
    \M^bD4';>  
    $6 f3F?y7  
    g! |kp?  
    3) 输入透镜参数 C1)!f j=  
    !F$6-0%  
    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; P= NDS2  
    *g2x%aZWbG  
    Q1 97mN+0  
    u*`GiZAO  
    T0)@pt7>  
    将第二面的圆锥系数改为-1 h2R::/2.  
    #*Ctwl,T  
    4) 创建LED光源 Fx.=#bVX7  
    U Cjld  
    8d'0N  
    光源类型为Random plane ; kxv1Hn"`{E  
    光线数为10000; |CyE5i0  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ;i+jJ4  
    形状选为椭圆; ^1];S^nD  
    VOLj>w  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. +I28|*K"  
    半径选择60度 nu%*'.  
    类型选择 Lambertian Q=$2c[Uk  
    形状选择 Elliptical 3bI9Zt#J%&  
    @r1_U,0e  
    波长选择默认默认波长 M o|2}nf  
    Power默认为1 watts w7L) '9  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm OjA,]Gv6  
    ]`WJOx4  
    [$UI8tV  
    LED光源设定办法 4*;MJ[|  
    _+MJ%'>S  
    jPkn[W# 6  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) HZZn'u  
    qH_Dc=~la  
    *LY8D<:zs  
    波长设定,颜色选为绿色 "0TZTa1e  
    \~wMfP8  
    A3*!"3nU  
    功率设定(在Power units选择Watts) _q^E,P  
    q5S9C%b  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane yB6?`3A:  
    d/ @,@8:  
    Cgc\ ah  
    创建平面探测器(plane) PPsE${!  
    32 =z)]FZ  
    gQ.Sa j $  
    x,Vr=FB  
    6) 创建分析面 RG`1en  
    =tY T8Q;al  
    Z?z.?a r  
    :M5l*sIO2  
    光线滤光器设置 &kw@,];4Z  
    rrv%~giU  
    7) 执行光线追迹 rVsJ`+L  
    Rx}Gz$   
    a.6(K  
    /u+e0BHo  
    SX-iAS[<  
    ;A!BVq  
    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。 >F&47Yn  
    )\^-2[;  
    f y8Uk;  
    8) 优化设定 #R RRu2  
    &jr3B;g!C  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ^G-@06/!  
    W*w3 [_"sr  
    b<u3 hln%,  
    7J&4akT{9  
    \5cpFj5%  
    定义变量
    A. w:h;7  
    5rUdv}.  
    o%*xvH*A  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) &YeA:i?  
    uUw5l})%Fi  
    9Lfv^V0  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) /JU.?M35  
    wn)W ?P;k  
    9) 优化 j$5LN.8J  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 $, fX:x  
    VgS_s k  
    ~.lPEA %%  
    vgN&K@hJ  
    7i1q wRv  
    优化结束后会弹出如下报告 |IUWF%~^$+  
    ?5 [=(\/.  
    `x%>8/  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 $a ` G  
    '(jG[ry&T  
    10) 光线追迹与结果分析 t.\dpBq  
    CQDkFQq-dq  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    57'4ljvYi  
    gr-OHeid  
    Hl |z</*+  
    {U !g.rh  
    优化后透镜的面型如下: liz~7RY4  
    透镜渲染效果
    ^&Y#)II  
    >t_6B~x9  
     
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