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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 IazkdJX~  
    3]LN;s]ac  
    本文您将会学到如下内容: eD;6okdP  
    透镜基本参数输入; XutF"9u  
    优化变量与评价函数设定; JMyTwj[7  
     优化; bEH de*q(  
     照度分析; \54}T 4R  
    H;KDZO9W  
    2. 操作流程 e~\QE0Oe:  
    aXR%;]<Dw  
    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。 VOgi7\  
    M}F~_S0h  
    4%ZM:/  
    Q/^A #l[  
    2) 创建透镜 G=d(*+& B  
    oXYMoi  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens m J  
    <' m6^]:  
    .p@N:)W6  
    3<(q }  
    3) 输入透镜参数 lrEj/"M  
    (GU9p>2  
    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; :@. ;  
     '3 ,\@4  
    g`,AaWlF  
    oRY!\ADR  
    Ka-p& Uv1<  
    将第二面的圆锥系数改为-1 /g.]RY+u|x  
    c{3rl;Cs  
    4) 创建LED光源 4\2V9F{s  
    dbF M,"^  
    _ Jc2&(;  
    光源类型为Random plane ; vK$^y^  
    光线数为10000; Np,2j KF(  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; %%}A|,  
    形状选为椭圆; ,E*R,'w   
    mN}7H:,  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. IB$7`7  
    半径选择60度 (Wj2?k/]  
    类型选择 Lambertian 9K"JYJ q2  
    形状选择 Elliptical < K %j  
    ]> G&jd7  
    波长选择默认默认波长 8<&EvOk  
    Power默认为1 watts O6c\KFBSJ  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ?b:_AO&  
    PpOlt.yui  
    ~L?nq@DL  
    LED光源设定办法 O!F]^'!  
    >S#ul?  
    Vz:_mKA  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 1mW%  
    p^QZq>v  
    h=+$>_&:  
    波长设定,颜色选为绿色 Y 62r  
    H{zPft  
    *|RS*ABte  
    功率设定(在Power units选择Watts) P]6}\ ]~  
    W|R-J  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Pv){sYUh  
    _<Dt z  
    AR B7>"  
    创建平面探测器(plane) 'gTmH[be  
    RQ' H!(K  
    v Xcy#  
    - q@69q  
    6) 创建分析面 Z9 w:&oa@  
    *xH\)|3,  
    Es8#]'Rk  
    T9jw X:n  
    光线滤光器设置 b|?;h21rG  
    {B{i(6C(  
    7) 执行光线追迹 5P ke8K  
    l4T:d^Eb  
    kQIw/@WC  
    @$U e$  
    ( $d4:Ww  
    Rlw3!]5+2  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 O%JSViPw  
    J!p<oW)a!  
    km 5E)_]  
    8) 优化设定 \ TL82H@D  
    p:[LnL  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 H5M#q6`H6  
    q627<  
    T33|';k  
    pj|X]4?wdI  
    -!dQ)UEP  
    定义变量
    ,"G\f1  
    uMiyq<  
    BKb<2  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) f=_g8+}h  
    =vEkMJ Os  
    {;n0/   
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) >t #\&|9I  
    "$)yB  
    9) 优化 Y!n'" *J>  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 -c={+z "  
    A*0*sZ0  
     W"qL-KW  
    8/q*o>[?  
    U[fSQ`&D  
    优化结束后会弹出如下报告 3$_2weZxYn  
    fVUKvZ}P*  
    W_JhNe  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 vttrKVA  
    L82NP)St  
    10) 光线追迹与结果分析 *l!5QG UoK  
    a4by^   
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    yN:>!SQ  
    [%~NM/xu<  
    ^H!Lp[5c  
    Au=kSSB  
    优化后透镜的面型如下: NG)7G   
    透镜渲染效果
    `A{'s %$?!  
    Z;J`5=TS  
     
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