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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: 2025-06-24
    1. 摘要 =~6A c}$  
    s9+Rq*Qd  
    本文您将会学到如下内容: w=H   
    透镜基本参数输入; L|pMq!@J  
    优化变量与评价函数设定; #N9^C@  
     优化; FOVghq@  
     照度分析; 8Yc'4v#}  
    L"{qF<@V7&  
    2. 操作流程 |fqYMhA U  
    kKL'rT6z  
    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。 EK`}?>'  
    E7X6Shng  
    x`~YTOfYk  
      @a2n{  
    2) 创建透镜 p^QZGu-.W  
    {~q"Y]?  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ~A^E_  
    4o?_G[  
    nX%b@cOXj  
    "g27|e?y  
    3) 输入透镜参数 36"-cGNr{  
    n Mm4fns  
    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; @ =g Px  
    Cge@A'2  
    4A0 ,N8ja}  
    m#6RJbEz  
    %PA#x36  
    将第二面的圆锥系数改为-1 !2L?8oP-z  
    @'n07 5)h  
    4) 创建LED光源 X<G"Ga L  
    Xb#!1hA  
    h [*/Tnr  
    光源类型为Random plane ; 'kBg3E$y  
    光线数为10000; p1t qwV  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; g{PEplk  
    形状选为椭圆; (~S=DFsP  
    #<h//<  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. x -;tV=E}  
    半径选择60度 0b=1Ce+0q  
    类型选择 Lambertian (|O9L s7N  
    形状选择 Elliptical Q$,AQyBlqc  
    |m{u]9  
    波长选择默认默认波长 fh%|6k?#M  
    Power默认为1 watts -t#YL  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm  T.d1?  
    [vv $"$z  
    H@, h$$  
    LED光源设定办法 +G: CR,Z>+  
    'Fq +\J#%  
    $'*q]]  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 6LRvl6ik  
    vJ,r}$H3  
    Nyx)&T&I  
    波长设定,颜色选为绿色 LX'z7fh  
    `;j@v8n$*  
    d#8 n<NM  
    功率设定(在Power units选择Watts) r7ebFJEf  
    ^sVr#T  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane :+ZLKm  
    sP:nTpTsC  
    gwGw  
    创建平面探测器(plane) G)8v~=Bv  
    zgNzdO/B  
    ;F_pF+&q  
    MCO2(E-  
    6) 创建分析面 ]\Z8MxFD  
    U9"(jl/o  
    P,J+'.@  
    *fCmZ$U:{  
    光线滤光器设置 c_4K  
    zq(4@S-TU  
    7) 执行光线追迹 }]i.z:7+  
    8IkmFXj  
    pC~ M5(F_  
    ^UCH+C yl  
    AqiH1LAE  
    F|a'^:Qs  
    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。 +)hxYLk&I  
    0%<OwA2d  
    ({3Ap{Q}  
    8) 优化设定 nIr:a|}[  
    KCIya[$*  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 NkV81?  
    2@N9Zk{{J  
    h! Bg} B~  
    b>2{F6F  
    9Nw&l@  
    定义变量
    ?W>`skQ  
    QWc,JCu  
    jM}(?^@  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) {/j gB"9  
    |}?H$d  
    %M3L<2  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) &,P; 7R  
    K491QXG  
    9) 优化 _N {4Rs0  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 WG&! VK  
    dS8ydG2  
    W#+f2 RR  
    -=cm7/X  
    ur.krsU  
    优化结束后会弹出如下报告 r+d+gO.  
    *c\XQy  
    h'HI92; [  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 hF{gN3v5  
    UZdGV?o ?  
    10) 光线追迹与结果分析 %AN,cE*  
    OwT_W)$  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    t`="2$NO  
    ;\v&4+3S  
    &09&;KJ  
    H| _@9V  
    优化后透镜的面型如下: {cUGksz]}  
    透镜渲染效果
    aAbA)'G  
    t7xJ$^p[|K  
     
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    离线羽翊
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    只看该作者 1楼 发表于: 2025-12-26
    好文,学习了 B~E">}=!