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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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    离线infotek
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-10-11
    1. 摘要 bg*@N  
    J>0RN/38o  
    本文您将会学到如下内容: 3e;ux6  
    透镜基本参数输入; #]wBXzu?  
    优化变量与评价函数设定; uHt@;$9A  
     优化; +'9xTd  
     照度分析; MnW"ksH  
    +L=a\8Ep  
    2. 操作流程 n1y*`5!  
    AT"!Ys|  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 Q3LScpp  
    *nY$YwHB  
    :rN5HOg^9  
    M9(Kxux#  
    2) 创建透镜 "Qe2U(Un  
    >% E=l  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens t)l^$j !h@  
    kE{-h'xADD  
    p xQh;w  
    v<]$,V]  
    3) 输入透镜参数 9+frxD&pO  
    v-}D>)M^W  
    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; ztaSIMZ  
    aN"dk-eK  
    T'%R kag>  
    t&(\A,ch%  
    2D{`AJ  
    将第二面的圆锥系数改为-1 2,'%G\QT  
    U0dhr;l  
    4) 创建LED光源 SMHQh.O?5  
    pIvr*UzY  
    D{iPsH6};5  
    光源类型为Random plane ; x /?w1  
    光线数为10000; |\h<!xR  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 22v= A6 =  
    形状选为椭圆; !MD uj  
    S(5&%}QFQ  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 'X1/tB8*  
    半径选择60度 BGL-lJrG  
    类型选择 Lambertian sKL"JA T  
    形状选择 Elliptical -T.C?Q g  
    }Ld eU:E4  
    波长选择默认默认波长 Qr*7bE(a  
    Power默认为1 watts U$6(@&P!  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm .OvH<%g!.  
    Nvj KB)J  
    |&0Cuwt  
    LED光源设定办法 2@$`xPg  
     u~j&g  
    Ve|=<7%%S  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) _{0IX  
    $ud\CU:r  
    6vebGf  
    波长设定,颜色选为绿色 |F52)<\  
    Q`(h  
    :LX (9f   
    功率设定(在Power units选择Watts) Te&5IB-  
    , Y cF~  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane E'F87P^>  
    ,Q>wcE6v  
    V=5v7Y3( j  
    创建平面探测器(plane) _[u fH*  
    Q`[J3-Q*{  
    mu&%ph=  
    aX(Y `g)|  
    6) 创建分析面 $}Ky6sBnvO  
    B-EDVMu  
    f-a+&DB9  
    #(Ezt% ^  
    光线滤光器设置 'n4 iW  
    f!+G1z}iA  
    7) 执行光线追迹 -!pg1w06  
    Lsz)\yIPj  
    8/+x1,S%  
    kU[#. y=%p  
    J={IGA  
    ,L9ioYbp  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 jij-pDQnv  
    Vh5Z'4N  
    s N|7   
    8) 优化设定 "2 J2za  
    \tZZn~ex  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 &{H LYxh   
    dI$M9;  
    bf-V Q7  
    56^#x  
    ?cD2EX%(  
    定义变量
    $VyH2+ jC  
    ])uhm)U@  
    I 7s}{pG  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) a<mM )[U  
    )NL_))\  
    w2e 9Ue~WH  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) #a=~a=c(^  
     N2Q%/}+,  
    9) 优化 f%5 s8)  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ^h\Y.  
    -|nHwSrCZ/  
     /DN!"  
    ;ZowC#j  
    ^Y- S"Ks  
    优化结束后会弹出如下报告 ?wYvBFRn7"  
    l!YjDm{E  
    S67>yqha  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 :ZP`Y%dt'  
    ^=V b'g3P~  
    10) 光线追迹与结果分析 $@ Fvl-lK  
    z]O,Vqpl?  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    Z/w "zCd  
    |>L|7>J{<d  
    K~ShV  
    F9 q9BH  
    优化后透镜的面型如下: La#otuw+?  
    透镜渲染效果
    AEr8^6  
    @Ap~Wok  
     
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