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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 &*?!*+!,i  
    FC/>L  
    本文您将会学到如下内容: Qnu&GBM  
    透镜基本参数输入; ~[bMfkc3  
    优化变量与评价函数设定; CUTEp/+  
     优化; *T}dv)8  
     照度分析; 83O^e&Bt  
    Z<m'he  
    2. 操作流程 bvxxE/?Ni  
    $=6kh+n@  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 30T:* I|  
    @,f,tk=\S  
    hH@o|!y  
    P.2.Ge|  
    2) 创建透镜 bI6V &Dd  
    p|O-I&Xd  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens CI3_lWax%  
    JOoLHZQ1v  
    .ubbNp_LU  
    /%@RO^P  
    3) 输入透镜参数 ]Rys=.!  
    :_b =Km<  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; xhoLQD  
    2 ShlYW@~  
    ,`B>}  
    }5c'ui!3H  
    t1_y1!u Q  
    将第二面的圆锥系数改为-1 K=^_Ndz  
    _ZE$\5>-  
    4) 创建LED光源 $hY]EB  
    -*{(#k$  
    CIs1*:Q9  
    光源类型为Random plane ; SoON@h/  
    光线数为10000; n<(5B|~y  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; LW8{a&  
    形状选为椭圆; Y_iF$ m/R  
    /)OO)B-r  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. #(wz l  
    半径选择60度 :^.87>V7  
    类型选择 Lambertian 'rx,f  
    形状选择 Elliptical }n&JZ`8<s  
    #z54/T  
    波长选择默认默认波长 FO)nW:8]  
    Power默认为1 watts SvpTs  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm |\L,r}1N  
    q8yJW-GA   
    |Btx&'m  
    LED光源设定办法 ~$&r(9P  
    >71w #K  
    (DaP~*c3cC  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) FXwK9 %  
    vBQ?S2f  
    :usBeho  
    波长设定,颜色选为绿色 f(ec/0W  
    T%vbD*nt.  
    tf}Q%)`f  
    功率设定(在Power units选择Watts) Tqh Rs  
    $">NW& i(  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane lkJ#$Ik&  
    >Zp]vK~s  
    +o70: UF%  
    创建平面探测器(plane) J_br%AG<p  
    {mr)n3  
    #a>!U'1|  
    >qGR^yvb  
    6) 创建分析面 5oyMR_yl  
    7^e}|l  
    ;,hoX6D$  
    V \ 8 5  
    光线滤光器设置 >knR>96  
    [ESs?v$  
    7) 执行光线追迹 aV%rq9Tp  
    i(;u6Rk  
    @Sd:]h:f-  
    `CUO!'U  
    *X55:yha  
    PSw+E';  
    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。 C+IE<=%F  
    t# {>y1[29  
    M|]1}8d?  
    8) 优化设定 ee?ZkU#@  
    S; <?nz3  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 e-av@a3  
    SJr:  
    -H;y_^2  
    zt%Fvn4/pF  
    u(a&x|WY  
    定义变量
    x5Pt\/ow  
    c324@o^V  
    +Y[+2=lO  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) ==r|]~x  
    "x^bl+_"  
    BC[d={_-  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) Wm&f+{LO+K  
    $q+`GXc-  
    9) 优化 JNl+UH:.  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ;z=C]kI6M  
    A^pp'{ !.  
    xT8"+}  
    RN| ..zml  
    '$^ F.2  
    优化结束后会弹出如下报告 :*nBo  
    K0@7/*%  
    )5OU!c  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 j( :A  
    <}1%">RA  
    10) 光线追迹与结果分析 |O2PcYNu  
    M.Ik%nN#K0  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    :.Sc[UI0  
    g3rFJc  
    DNe^_v)]|  
    ~` hcgCi%  
    优化后透镜的面型如下: *xC '  
    透镜渲染效果
    #OTsD+2Za=  
    h)`vc#"65k  
     
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