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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 1k70>RQ&69  
    '\vmfp =  
    本文您将会学到如下内容: m{=~| I  
    透镜基本参数输入; i?s&\3--Y  
    优化变量与评价函数设定; {bsr 9.k(  
     优化; y0y;1N'KK  
     照度分析; 68G] a N3  
    ."@a1_F|  
    2. 操作流程 1:l&&/Wy  
    Fl|&eO,e  
    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。 HFCFEamBMP  
    q,h.W JI  
    u$`x]K=Zsm  
    M#jeeE-}%  
    2) 创建透镜 |Btx&'m  
    %!/liS  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens -tdON  
    RBojT   
    OG$iZiuf  
    we).8%)'  
    3) 输入透镜参数 Tqh Rs  
    s*U&[7P  
    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; 8Nq Iz  
    ;;J98G|1  
    xB]v  
    g. VIe  
    Z8_gI[Zn  
    将第二面的圆锥系数改为-1 $GK m`I"  
    ?4||L8j2^  
    4) 创建LED光源 'r <BaL  
    S#z8H+'  
    C3h!?5  
    光源类型为Random plane ; M|]1}8d?  
    光线数为10000; %*; 8m'  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ]xeyXw84k  
    形状选为椭圆; &H>dE]Hq,  
    ;|%JvptwW%  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ;5_S  
    半径选择60度 _cs9R%  
    类型选择 Lambertian +Y[+2=lO  
    形状选择 Elliptical =KD*+.'\/  
    UAO#$o(  
    波长选择默认默认波长 LX&P]{q KS  
    Power默认为1 watts G{Q'N04RA  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 9m9=O&C~-<  
    K9Fnb6J$u  
    8{<cqYCR  
    LED光源设定办法 sYgnH:t X  
    I]$d,N!.  
    !AHm+C_=Lg  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 6p{x2>2y[  
    kl9z;(6p  
    7T Bo*-!  
    波长设定,颜色选为绿色 __c_JU  
    r8.v0b"1  
    *p!dd?8  
    功率设定(在Power units选择Watts) Y'h'8 \  
    Q.AM  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 5al{[mi  
    |i8dI)b  
    M8}M*\2  
    创建平面探测器(plane) VA.1J BQ  
    d`/{0:F  
    e X@q'Zi  
    N~d]}J8}gx  
    6) 创建分析面 bwFc>{Wo5  
    _C\b,D}p  
    `-\ "p;Hp0  
    |O?Aj1g[c?  
    光线滤光器设置 c`QsKwa  
    <-pbLL9  
    7) 执行光线追迹 BoqW;SG$9  
    B!v1 gh  
    "/"k50%  
    0*/~9n-Vl  
    H>]x<#uz)  
    ]Y?$[+Y  
    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。 =l+p nG  
    z6qC6Ck|  
    ;`+,gVrp  
    8) 优化设定 "e"`Or  
    ?H`LrL/k  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ')+EW" e  
    =DgD&_  
    ?>_.~b ~  
    <O WPG,  
    !m;VWGl*  
    定义变量
     xOT3>$  
    Q pX@;j  
    0ePZxOSjD  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) ,-b9:]{L  
    1pK7EK3R  
    +G~b-}  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 6$f,DU  
    QWoEo  
    9) 优化 0kkiS 3T  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 Q,$x6YwE  
    |'.SOm9)*  
    o+na`ed  
    DlP}Fp{  
    "*0 szz'  
    优化结束后会弹出如下报告 0,c z&8  
    [B4?Z-K%  
    jsR1jou6  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ':,LZ A8A  
    4k#6)e  
    10) 光线追迹与结果分析 SlZu-4J.-  
    E'ZWSpP  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    ?Cws25G  
    |Mh;k 6  
    .D)}MyKnu  
    <.<Nw6  
    优化后透镜的面型如下:  lG{J  
    透镜渲染效果
    cO8;2u,Gvi  
    &F:7U!  
     
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