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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 S9d+#6rn  
    H>AQlO+J  
    本文您将会学到如下内容: i`Fg kABw  
    透镜基本参数输入; v/=O:SM}  
    优化变量与评价函数设定; 6f,#O8]#5  
     优化; 2LGeRw  
     照度分析; &MsnQP  
    *i|O!h1St  
    2. 操作流程 P0uUVU=B|  
    *L7 ZyERs  
    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。 %>`0hk88  
    LL|$M;S  
    +Wh0Of  
    |0:< Z(  
    2) 创建透镜 T V\21  
    =Y#)c]`  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens o7<pI8\  
    `=0}+  
    gd^1c}UZX  
    cdVh_"[  
    3) 输入透镜参数 [R*UPa  
    RX}6H<5R  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; DcaVT]"  
    Ic/D!J{Y  
    ;W,XP#{W  
    1.U5gW/3L  
    ^_ L'I%%[  
    将第二面的圆锥系数改为-1 z[Xs=S!]I  
    =UYZ){rt9E  
    4) 创建LED光源 fa9c!xDt  
    <x@brXA  
    S"0<`{Gv  
    光源类型为Random plane ; =u W+>;]  
    光线数为10000; 'AU(WHf  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 8sjAr.iT.  
    形状选为椭圆; I!3qb-.Q  
    :S'P lH  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. VCfa<hn  
    半径选择60度 !4TMgM  
    类型选择 Lambertian XoEiW R  
    形状选择 Elliptical T#%r\f,l0  
    DjUif "v  
    波长选择默认默认波长 v MTWtc!6  
    Power默认为1 watts INqD(EG   
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm W m\HZ9PN  
    19O /Q,9  
    ee}&~%  
    LED光源设定办法 ,pL%,>R5  
    sc dU  
    },G6IuH%  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) Bc3(xI'>J  
    sT:$:=  
    ``KimeA~  
    波长设定,颜色选为绿色 " UaUaSg#  
    9nF;$ HB  
    7\I,;swo  
    功率设定(在Power units选择Watts)  %~Vgz(/  
    gFlUMfKh  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane <yzgZXxIaS  
    CUIT)mF:  
    UkK`5p<D7  
    创建平面探测器(plane) ?IRp3H  
    2k}~"!e1  
    KY 085Fvs  
    =yo?]ZS  
    6) 创建分析面 ~k>H4hV3  
    /NRdBN  
     ;LEO+,6  
    8U}BSM_<2  
    光线滤光器设置 yneIY-g(p  
    +Y;/10p  
    7) 执行光线追迹 d7 |3A  
    eT 8(O36%  
    ~nO]R   
    j6x1JM  
    t* eZe`|  
    Sh&n DdF"  
    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。 K[} 5bjh>  
    @BCws )  
    W ~(4t:hp  
    8) 优化设定 2}:{}pw  
    J*HZ=6L  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 vX|i5P0)8  
    K??(>0Qr}r  
    $&IF#uDf  
    5-rG8  
    +M@p)pyu  
    定义变量
    o[<lTsw<  
    G&ZpQ)  
    m"3gTqG  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) 2e~ud9,  
    2Lravb3  
    up`.#GWm  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) : &! >.Y  
    < zUU`  
    9) 优化 )0F\[Jl}  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 MPSoRA: h  
    t<sy7e='  
    "p,TYjT?R  
    08*O|Ym,  
    }M_Yn0(3  
    优化结束后会弹出如下报告 yxv]G6  
    &U <t*"  
    O [Q;[@  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 t4HDt\}&k~  
    IC5[:UZ5]  
    10) 光线追迹与结果分析 .4I "[$?Q  
    s Yp?V\Y"  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    8&d s  
    B^8]quOH  
    -TL `nGF  
    rID_^g_tP8  
    优化后透镜的面型如下: UC@ &! kM  
    透镜渲染效果
    WsHC%+\'  
    "XvM1G&s`  
     
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