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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 r,43 gg  
    ~=P#7l\o1  
    本文您将会学到如下内容: < `Xt?K  
    透镜基本参数输入; vVbBg; {  
    优化变量与评价函数设定; 5cUz^ >  
     优化; #\zC|%2+z  
     照度分析; |e QwI&  
    `i `F$;  
    2. 操作流程 #Dz. 58A  
    *'-[J2  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 J16t&Ha`  
    7DZZdH$Fm  
    wbpz,  
    kEYkd@ {  
    2) 创建透镜 (v,g=BS,  
    (y^svXU}a  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 1 u~Xk?  
    ip+?k<]z  
    kgb:<{pJ  
    Fa0NHX2:  
    3) 输入透镜参数 z%q)}$O  
    d)WGI RUx  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; S'_2o?fs  
    1F' x$~ZI  
    T;M4NGmvd  
     vWH)W?2  
    g=na3^PL6  
    将第二面的圆锥系数改为-1 O<`N0  
    Xk(p:^ R  
    4) 创建LED光源 MqAN~<l [  
    HkQ rij6  
    ?:Sqh1-z  
    光源类型为Random plane ; =c ;.cW  
    光线数为10000; )i^ S:2  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; [9C{\t  
    形状选为椭圆; YXLZ2-%ohZ  
    ;S?ei>Q  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. e9;5.m  
    半径选择60度 w }=LC#le  
    类型选择 Lambertian 8b:GyC5L  
    形状选择 Elliptical WB.w3w [f  
    ._[uSBR'  
    波长选择默认默认波长 Ew )1O9f  
    Power默认为1 watts $/kZKoF{f  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm #|QA_5  
    8\S$iGd  
    ,Ma%"cWVC  
    LED光源设定办法 Ly-}HW(  
    NydF'N_1  
    Oj>;[O"  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) }vEMG-sxX  
    u\3=m%1  
    3z0 %uY[e  
    波长设定,颜色选为绿色 b?j\YX[e  
    v=~+o[  
    d$HPpi1LL  
    功率设定(在Power units选择Watts) #2dH2k\F  
    f~?kx41dq  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane xz-?sD/xe  
    fD*jzj7o ,  
    wz{&0-md*'  
    创建平面探测器(plane) {#,?K  
    J%IKdxa  
    C.RXQ`-P}  
    Z_4|L+i<{  
    6) 创建分析面 .|i/ a%J  
    h,ipQ>  
    J|u_45<  
    EvptGM  
    光线滤光器设置 ?h:xO\h8  
    Tq,dlDDOR  
    7) 执行光线追迹 moCR64n  
    -VvN1G6.x?  
    =C- b#4Q  
    fuT Bh6w&  
    m#^;V  
    AEd9H +I  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 +ZR>ul-c  
    YJ}9VY<}1K  
    #s{EIj~YR_  
    8) 优化设定 1fTf+P  
    ,7)z avA  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 riQ0'-p  
    G5NAwpZf  
    i,mZg+;w  
    ! u9LZ  
    y\=^pla  
    定义变量
    W)AfXy  
    %?BygG  
    "%w E>E  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) y?UB?2 VN  
    _FkH;MGWS  
    Yo\%53w/  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) ^;[^L=}8$  
    U lPhW~F)  
    9) 优化 _FCg5F2U  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 oK3PA  
    23X-h#w  
     Q!(qb  
    B D [<>Wm  
    ,4r 4 <  
    优化结束后会弹出如下报告 #&Rx?V  
    1]"S?  
    ri49r*_1  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 usw(]CnH  
    h*?]A  
    10) 光线追迹与结果分析 q! WiX|P  
    B.}j1 Bb  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    4MoxP  
    <CWOx&hr  
    \"9ysePI  
    4$+/7I \  
    优化后透镜的面型如下: _ Gkb[H&RZ  
    透镜渲染效果
    SP4(yJy&  
    Q zY5S0  
     
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