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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 a`/[\K6  
    El"XF?OgpP  
    本文您将会学到如下内容: MKoN^(7  
    透镜基本参数输入; |mMW"(~  
    优化变量与评价函数设定; Eptsxyz{  
     优化; prIq9U|@  
     照度分析; *2;w;(-s  
    v,g,c`BjK  
    2. 操作流程 \?g)jY  
    8&dmH&  
    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。 i}+dctg/  
    0FEb[+N  
    s2w .V O  
    4:6@9.VVT  
    2) 创建透镜 .z+QyNc:  
    j}0*`[c  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens [gQ~B1O  
    \%^<Ll  
    fFSW\4JD=  
    { " $2  
    3) 输入透镜参数 ]!0*k#i_.  
    xA&G91|s  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; eN}FBX#'  
    tk1qgjE(?  
    !u4oo-  
    wond>m 3  
    {yspNyOx  
    将第二面的圆锥系数改为-1 -qx Z3   
    &?zJ|7rh@|  
    4) 创建LED光源 S1`+r0Fk~n  
    X)~JX}-L  
    (`>4~?|+T  
    光源类型为Random plane ; U R@'J@V#:  
    光线数为10000; <7^_M*F9  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 173/A=]  
    形状选为椭圆; p1X lni%=  
    `$MO.K{  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. C(W?)6?  
    半径选择60度 <V>vDno\  
    类型选择 Lambertian d@] 0 =Ax  
    形状选择 Elliptical O-  r"G  
    3~Ipcr B  
    波长选择默认默认波长 b?HW6Kfc  
    Power默认为1 watts ;O{AYF?,N  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm q;B-np?U  
    gDAA>U3|$  
    Gi;e Drgj~  
    LED光源设定办法 _Vp9Y:mX2  
    tLV9b %i(  
    x#Hq74H,  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) J0|/g2%0  
    S' TF7u  
    GHYgSS  
    波长设定,颜色选为绿色 Kr]F+erJe  
    M^g"U`  
    `n5|4yaG~  
    功率设定(在Power units选择Watts) &x;v&  
    <=jE,6_|  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane *W# x#0j  
    k[G?22t  
    na8A}\!<  
    创建平面探测器(plane) ULQ*cW&;?  
    ,|T   
    fdp/c wd  
    2/>AmVM  
    6) 创建分析面 VCvuZU{<  
    tr/S*0$  
    y4M<L. RO  
    ds7I .Q'  
    光线滤光器设置 xmq~:fcU=  
    C=9|K`g5 R  
    7) 执行光线追迹 s*(Y<Ap7d  
    roL~r`f`  
    |\N[EM%.@  
    qw"`NubX  
    WR~uy|mX  
    3haY{CEr  
    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。 dos$d3B4  
    r=qb[4HiV  
    f]o DZO%^  
    8) 优化设定 y;#p=,r  
    xNq&_oY7  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 <7)Vj*VxC  
     h}+,]^  
    WWq)Cw R  
    ~v+& ?dg  
    / ^!(rHf  
    定义变量
    BflF*-s ^  
    d \0K 3=h  
    4*m\Zoq>  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) qj/ 66ak  
    ^HC! my  
    .;*0odxv  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) o+6Y/6Xp@  
    V^?+|8_(  
    9) 优化 97$y,a{6  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 |{ *ce<ip5  
    Z@~8iAgE  
    zPhNV8k-  
    80:na7$)#  
    -41L^Di\  
    优化结束后会弹出如下报告 r1F5&?{q  
    1v,4[;{  
    5/neV&VcB  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 SM0=  
    0/-[k  
    10) 光线追迹与结果分析 !m]76=@  
    H(n_g QAX  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    qK(? \ t$  
    Yxi.A$g  
    c3K(mM:  
    '4N[bRCn  
    优化后透镜的面型如下: i,b>&V/Y$  
    透镜渲染效果
    G0a UZCw  
    ]+fL6"OD/2  
     
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