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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 ;EK(b  
    d32@M~vD  
    本文您将会学到如下内容: S 3R|8?|  
    透镜基本参数输入; %z(9lAe  
    优化变量与评价函数设定; %  2I  
     优化; 9aTL22U?  
     照度分析; |WB"=PE  
    C= >B_EO  
    2. 操作流程 .|T2\M  
    5B}3GBA  
    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。 t Y{; U#9  
    48wDf_<f5=  
    66oK3%[  
    E::L?#V  
    2) 创建透镜 bX7EO 8  
    fk+1#7{  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens JYPxd~T/-  
    p?Z(rCp  
    ft{W/ * +_  
    ]x1p!TSU  
    3) 输入透镜参数 CNut{4  
    %>i@F=O2<  
    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; "cwR^DoD&  
    "hW(S  
    Z*9L'd"D|  
    WS5A Y @(~  
    ,aI,2U91  
    将第二面的圆锥系数改为-1 xFOBF")  
    1:_=g#WH  
    4) 创建LED光源 }xqXd%uz  
    u2 7S %2P  
    Z)NrhJC  
    光源类型为Random plane ; G=1m] >I8  
    光线数为10000; 4KE)g  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; U M@naU  
    形状选为椭圆; Yr+d1(  
    V7P6zAJy  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. P Q,+hq  
    半径选择60度 !#.\QU|  
    类型选择 Lambertian "MTWjW*6  
    形状选择 Elliptical KCD5*xH  
    :.DI_XN`  
    波长选择默认默认波长 }S,-uggz  
    Power默认为1 watts i(0hvV>'  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm zwnw'  
    9<v}LeX  
    f4 Q( 1(C  
    LED光源设定办法 ^PC\E}  
    7gm:ZS   
    h`lmC]X _  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) %bXsGPB  
    m`c#:s'_  
    [yC"el6PM  
    波长设定,颜色选为绿色 $~=2{  
    LP,9<&"<  
    Mm.Ql  
    功率设定(在Power units选择Watts) W<Z$YWr  
    847 R   
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane PRwu  
    !_dR'  
    ]% Y\ZIS  
    创建平面探测器(plane) 9\>sDSCx  
    ) \ 4 |  
    6Hwxx5>r  
    9Eg&CZ,9$D  
    6) 创建分析面 {V0>iN:~S  
    0V3gKd7  
    AFm,CINa  
    \6:>{0\  
    光线滤光器设置 gfm;xT/y  
    V!xwb:J  
    7) 执行光线追迹 *> KHRR<N  
    UWw}!1  
    U@?6*,b(.  
    JpmB;aL#%  
    ]\BUoQ7I/  
    5%P[^}  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 7@IFp~6<qK  
    t:=k)B  
    +0"x|$f~  
    8) 优化设定 +zsZNJ(U  
    xs%LRF# u  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 uY;R8CiD  
    G?/c/rG  
     w;+ br  
    +T2HE\  
    B+Z13;}B  
    定义变量
    k2p'G')H  
    HIGNRm  
    q^*6C[G B  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) PrSkHxm  
    4P%m>[   
    xnbsg!`;7W  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) @rwU 1T33  
    DjwQ`MA  
    9) 优化 {6O0.}q]&  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 FJT1i@N  
    ru{f]|  
    }lP5 GT2  
    BS7J#8cu  
    :Q-oV8t{  
    优化结束后会弹出如下报告 @Tr&`Hi  
    7F(5)Utt  
    iCrxV{   
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 @o#+5P  
    Uo6(|mm  
    10) 光线追迹与结果分析 w^{! U  
    TJOvyz`t  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    2+'|kt2  
    &g0g]G21*I  
    =j~Q/-`EC0  
    `*yAiv>  
    优化后透镜的面型如下: #mLuU  
    透镜渲染效果
    ooE{V*Ie  
    3taa^e.  
     
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