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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 IQ$!y,VJ  
    E[WU  
    本文您将会学到如下内容: :zX^H9'E<(  
    透镜基本参数输入; idB1%?<  
    优化变量与评价函数设定; ;*'I&  
     优化; 2Z(t/Zp>  
     照度分析; el U%Z9  
    )RN3Oz@H  
    2. 操作流程 O|S,="h"}  
    v4Wq0>o  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 [O<F`u"a  
    [(2^oTSRaq  
    T$`m!mQ4  
    ~n8UN<  
    2) 创建透镜 whYk"N  
    xT+#K5  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens v-N4&9)%9  
    :2H]DDg(  
    ~;jgl_5?b  
    Auc&dpW  
    3) 输入透镜参数 !KJA)znx;(  
    TFG? EO  
    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; 8!0fT}  
    %X's/;(Lx`  
    \?oT.z5VG&  
    H#7=s{u  
    q_6lD~~q^  
    将第二面的圆锥系数改为-1 { TI,|'>5[  
    *+zFsu4l  
    4) 创建LED光源 )sW!s3>S>  
    2z*}fkJ  
    g%tUkM  
    光源类型为Random plane ; epKr6 xq  
    光线数为10000; Y# I8gzv  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; f,i2U|1pbj  
    形状选为椭圆; x]yIe&*('  
    B8eZ}9X  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. oexTz[  
    半径选择60度 u:']jw=f  
    类型选择 Lambertian 'zav%}b]L  
    形状选择 Elliptical 0<:rp]<,  
    w>\oz  
    波长选择默认默认波长 x${C[gxq9F  
    Power默认为1 watts 0C.5Qx   
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm xOPQ~J|z  
    <{8x-zbR+  
    EZ{{p+e ^  
    LED光源设定办法 Zyr| J!VF  
    )b (+=  
    %,1TAmJfHa  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) /k ?l%AH  
    kP}l"CN4  
    ftcLP  
    波长设定,颜色选为绿色 ViyG%Sm  
    *Gv:N6  
    Q=d:Yz":S  
    功率设定(在Power units选择Watts) O7_y QQAA  
    <mki@{;|  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane WV'u}-v^  
    Xs|d#WbX  
    'hPW#*#W<  
    创建平面探测器(plane) 0[fBP\H"Wr  
    N%'(8%;  
    Tc!n@!RA|  
    x^c,cV+*  
    6) 创建分析面 #tpz74O  
    yPT o,,ca=  
    A$7K5   
    6T+ym9  
    光线滤光器设置 (=WbLNBS  
    AX&Emz-  
    7) 执行光线追迹 X jxa 2D  
    $<XQv$YS  
    >Ik%_:CC`  
    1u5^a^O(|  
    nC !NZ  
    7p\&D?  
    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。 sr[[xzL  
    %-fS:~$  
    W`u @{Vb]  
    8) 优化设定 K@DFu5  
    +~YoP>  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ;qy;;usa  
    UroC8Tm  
    J!RRG~  
    G5OGyQp  
    oiR9NB&<  
    定义变量
    ooB9i No^  
    %"oGJp  
    } ,}g](!m  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) >EA\KrjW  
    55TFBDc  
    LjEMs\P\  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 8-H:5E 4Y  
    Av yer/{  
    9) 优化 S&y${f  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 |H,WFw1%}  
    ar 7.O;e  
    7LM&3mA<  
    =aQlT*n%3  
    :6%ivS  
    优化结束后会弹出如下报告 *kZH~]  
    +t*I{X(  
    ;XyryCo  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 D-t!{LA  
    pbqk  
    10) 光线追迹与结果分析 A7XA?>~+|  
    ^x/D8 M  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    P0_Ymn=&  
    3LJ\y  
    x $[_Hix  
    ?-o_]!*v0/  
    优化后透镜的面型如下: KRn[(yr`%  
    透镜渲染效果
    ">h$(WCK  
    ndT_;==  
     
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