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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 SQJ +C%   
    U%n>(!d  
    本文您将会学到如下内容: jJD*s/o  
    透镜基本参数输入; ue*o>iohB  
    优化变量与评价函数设定; 8?1MnjhX10  
     优化; ,AH2/^:%c  
     照度分析; `<-/e%8  
    2(f-0or(  
    2. 操作流程  I)MRAo  
    c8Nl$|B  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 Q<Qd*v&-  
    #nq_R  
    gwbV$[.X  
    B,] AfH  
    2) 创建透镜 +g;{c+Kw:  
    3Ww 37V>h  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens >T)tAZ?WK  
    Q <ulh s  
    QjKh#sU&  
    2(5/#$t  
    3) 输入透镜参数 ux~=}{tz  
    49ehj1Se  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; X\kWJQ:  
    zt!7aVm n  
    mqbCa6>_S  
    dL~^C I  
    ~])Q[/=p  
    将第二面的圆锥系数改为-1 &eb8k2S  
    5Z:T9F4  
    4) 创建LED光源 %,S{9q  
    vSR5F9  
    {Ve3EYYm  
    光源类型为Random plane ; yqH9*&KH{  
    光线数为10000; J%lrXm(l{  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; RL[F 9g  
    形状选为椭圆; ~14|y|\/  
    y&/bp<Z  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. i-9W8A  
    半径选择60度 cl`7|;v|?  
    类型选择 Lambertian WD1>{TSn  
    形状选择 Elliptical !<out4Mz"  
    4I9Yr  
    波长选择默认默认波长 z4(`>z2a  
    Power默认为1 watts raZkH8  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm =!)x`1j!S  
    SLNq%7apx  
    9z`72(  
    LED光源设定办法 K'B*D*w  
    "MK2QIo  
    mDk6@Gd@U  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) MS:,I?  
    @urZ  
    '<QFf  
    波长设定,颜色选为绿色 6&QOC9JW+7  
    ^j2ve's:  
    ^rd%{ 6m  
    功率设定(在Power units选择Watts) @R<z=n"  
    <oi'yr  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane \4>w17qng  
    +d?|R5{3  
    fg lN_  
    创建平面探测器(plane) ex^9 l b  
    lEw;X78+  
    ysPm4am$  
    =k,?+h~  
    6) 创建分析面 E;9J7Q 4  
    X{(?p=]  
    j5og}P q:  
    n^b CrvD  
    光线滤光器设置 @eutp`xoT\  
    u'k+t`V&  
    7) 执行光线追迹 6(x53 y__  
    3t9CN )*  
    @.c[z D  
    VFMn"bYOB  
    1wH6 hN,  
    1k^$:'  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 q[+ h ~)  
    mU  
    >ts}\.(]  
    8) 优化设定 oRJ!TAbD  
    aOd|;Z  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 R*D5n>~  
    x^ `IZ{!  
    Ux{0)"fj  
    MppT"t  
    &5.J y2hO]  
    定义变量
    iBtG@M  
    ?3qp?ea  
    8)1=5 n  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) 5 UOqS#"0  
    )v*k\:Hw  
    IOF!Ra:w  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 23Dld+E&  
    '9zKaL  
    9) 优化 ~kj96w4eAR  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ^Sj;~  
    O*bzp-6\  
    Ke3~o"IQ  
    ~wF3$H.@;  
    PIXqd,  
    优化结束后会弹出如下报告 ^*+M9e9Z  
    SSTn |  
    GN Ewq$  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 P-$ ,  
    k Jw Pd;%  
    10) 光线追迹与结果分析 xK)<7 63q>  
    A.@wGy4  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    $Ff6nc=  
    y\(xYB>T  
    _~{J."q  
    3 {hUp81>  
    优化后透镜的面型如下: Z!Z{Gm3  
    透镜渲染效果
    Q`6hJgyL  
    u 8<[Q]5  
     
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