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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 \`, [)`  
    ,v&L:a  
    本文您将会学到如下内容: jqH3J2L  
    透镜基本参数输入; {V1Pp;A  
    优化变量与评价函数设定; G&;j6<hl  
     优化; /m( =`aRt  
     照度分析; c*`>9mv  
    []0mX70N  
    2. 操作流程 Fb/XC:AD  
    }|B=h  
    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。 SxK:]Aw  
    ~2d:Q6  
    Mc-)OtmG[  
    BYY RoE[P  
    2) 创建透镜 ? <Y+peu  
    *jMk/9oa<N  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens XE3'`D !  
    kz"3ZDR  
    J(#mtj>v_  
    =<@\,xN>C  
    3) 输入透镜参数 W5/0`[4  
    M(d6Z2ibh  
    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; <!pQ  
    },5'z {3E  
    z4@k$ L8  
    ^`SA'F ,  
    Y~)T  
    将第二面的圆锥系数改为-1 rdnRBFt   
    Z+pom7A"E  
    4) 创建LED光源 tRw@U4=y  
    `.#@@5e  
    qzFQEepso  
    光源类型为Random plane ; .Hc(y7HV  
    光线数为10000; VR!-%H\AW  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; O+=vEp(  
    形状选为椭圆; OzT#1T1'c  
    ;NV'W]  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. O[9-:,B{w  
    半径选择60度 :Vg}V"QR  
    类型选择 Lambertian x90jw$\%7  
    形状选择 Elliptical #Fu>|2F|  
    _{jP;W  
    波长选择默认默认波长 'SLE;_TD  
    Power默认为1 watts M}0eu(_|  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm uhV0J97  
    nK3 k]gLc{  
    :)jJge&^p  
    LED光源设定办法 44\>gI<  
    6|J'>)  
    D\^WXY5e%y  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) }.)s%4p8  
    *m+5Pr`7  
    K?#]("De6  
    波长设定,颜色选为绿色 X E}H3/2  
    ig0u^BC  
    FVF-:C  
    功率设定(在Power units选择Watts) Sx ] T/xq  
    Lc<eRVNd,  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane +Ra3bjl  
    RA a[t :|  
    )[&_scSa  
    创建平面探测器(plane) U},=LsDsW4  
    `-B+JQmen  
    j2 h[70fWC  
    d~ng6pA  
    6) 创建分析面 {+("C] b  
    >+cVs:  
    %'L;FPxB  
    (I{ $kB"p  
    光线滤光器设置 Qq0l* )mX  
    V'Qn sI  
    7) 执行光线追迹 o%M<-l"!/  
    AB.(CS=i  
    Z\>, ),O  
    iO!6}yJ*V  
    77gysd\(  
    vxN0,l  
    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。 j<tq1?? [b  
    z&nZ<ih  
    ARh6V&Hi-  
    8) 优化设定 ;n#%G^!H  
    a0Oe:]mo\  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 E@QA".  
    [JTto!Ih$  
    5b #QYu  
    lx,`hl%  
    Az*KsY{/r  
    定义变量
    %4>x!{jwV  
    ;5|1M8]=0  
    ['X[qn  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) "c`xH@D  
    +1{fzb>9_  
    (!K+P[g  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) Q]JX`HgPaU  
    HV]Ze>}  
    9) 优化 9\O(n>  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 BQgoVnQo_c  
    LhJa)jFQ  
    _Sj}~ H  
    utO.WfWP  
    (L69{n  
    优化结束后会弹出如下报告 (fk5'  
    CyM}Hc&w  
    ?{J!#`tfV  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 EO"C8z'al  
    z[!x:# q8`  
    10) 光线追迹与结果分析 Iz\1~  
    zQuM !.  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    P{oAObP%  
    W"(u^}  
    z?.(3oLT  
    k khE}qSD  
    优化后透镜的面型如下: ;[5r7 jHU  
    透镜渲染效果
    L`K;IV%;  
    Ky9W/dCR  
     
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