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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 8!6<p[_  
    ~FNPD'`t  
    本文您将会学到如下内容: _DrnL}9I7  
    透镜基本参数输入; 6m\*]nOy4  
    优化变量与评价函数设定; 6NSO>/E  
     优化; f-s~Q 4  
     照度分析; af^@ .$ |  
    T:'+6  
    2. 操作流程 yHtGp%j  
    W9+h0A-  
    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。 5 2fO)!  
    @|]iSD&T #  
    X%35XC.n  
    &}O8w77  
    2) 创建透镜 -MUQ \pZ  
    B*BHF95!  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens LNbx3W oC  
    `^`9{@~  
    s|KfC>#  
    Ta,u-!/ I  
    3) 输入透镜参数 ~|qXtds$  
    =X<)5IS3  
    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; M Yu?&}%^  
    I(y`)$}  
    [I_BCf  
    6J]~A0vsi}  
    Jn60i6/  
    将第二面的圆锥系数改为-1 m_~y   
    )m)h/_  
    4) 创建LED光源 @s3aR*ny$  
    ,%.:g65%  
    #<D@3ScC  
    光源类型为Random plane ; `7F@6n   
    光线数为10000; /;[}=JL<Q  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; L>i<dD{  
    形状选为椭圆; 6@i|Kw(:  
    m*OLoZVy  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. $;Q=iv 3  
    半径选择60度 S/KVN(Z  
    类型选择 Lambertian ]9dx3<2_I  
    形状选择 Elliptical ipgN<|`?@  
    Cbazwq  
    波长选择默认默认波长 fc["  
    Power默认为1 watts aViJ   
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm !7ph,/P$7  
    6zELe.tq  
    Q>##hG:m  
    LED光源设定办法 b*@&c9I;q  
    5F% h>tqh  
    z0=Rp0_W  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) $(Z]TS$M&  
    U#OWUZ  
    #_JA5W+E  
    波长设定,颜色选为绿色 wE-Ji<1HJ  
    EKV+?jj$  
    " &_$V@S  
    功率设定(在Power units选择Watts) (R9QBZP5  
    Ty g$`\#   
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 3w[<cq.!  
    e4[-rkn{hl  
    ]Y?{$M G  
    创建平面探测器(plane) \9[NH/.Z{  
    j;$6F/g  
    l{M;PaJ`}  
    2V#c[%vI  
    6) 创建分析面  PU,6h}  
    GhSL%y  
     muK'h`  
    !N@S^JD6  
    光线滤光器设置 pCB 5wB  
    H9oXZSm  
    7) 执行光线追迹 Z%,\+tRe  
    i}v}K'`  
    u|]mcZ,ZW  
    (M+,wW[6  
    1(#*'xR  
    krEH`f  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 12%z3/i  
    {[YqGv=fF  
    BLl%D  
    8) 优化设定 c,3'wnui  
    se^NQ=  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 {ar5c&<  
    CF4Oh-f  
    tEpIyC  
    k;"R y8[k  
    :,xyVb+  
    定义变量
    }a #b$]Y  
    lOWB^uS%  
    Q2_WH)J 3  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) =hZ&66  
    kuKnJWv  
    !0!P.Q8>&  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) )V9Mcr*Ce6  
    :Ul'(@  
    9) 优化 kz$6}&uk  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 SG(%d^x`R  
    yi AG'[  
    EyKkjEXx_  
    V8KTNt%  
    P!)7\.7  
    优化结束后会弹出如下报告 ,Do$`yO+  
    :uU]rBMo  
    m<,y-bQ*(  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 &2P:A  
    Hm.&f2|(  
    10) 光线追迹与结果分析 c1)BGy li  
    Xj})?{FP  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    d @^o/w8  
    <manv8*6  
    ~q'w),bE"Q  
    2heWE  
    优化后透镜的面型如下: K&\BwBU  
    透镜渲染效果
    +_-)0[+p  
    @> +^<  
     
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