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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 LcQ\?]w`]  
    ^*owD;]4_  
    本文您将会学到如下内容: cbg3bi  
    透镜基本参数输入; wTJMq`sY_  
    优化变量与评价函数设定; H$($l<G9C  
     优化; 5]2!B b6>  
     照度分析; Liz 6ob  
    :ayO+fr#  
    2. 操作流程 \-`oFe"  
    hTNYjXj  
    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。 ,y{fqa4  
    @v:ILby4-  
    {(zL"g46  
    S)AE   
    2) 创建透镜 N?u2,h-  
    %y^ Kw  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ?eg@ 7n  
    #ui%=ja[:~  
    {t IoC;Y  
    B#/~U`t*  
    3) 输入透镜参数 w|U@jr*H]  
    D3 Ea2}8  
    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; f@V{}&ZWp  
    |GLn 9vw7S  
    & /FA>  
    Ml_:Q]kl^  
    =<tJAoVV  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ywa.cq  
    g5TLX &Bd  
    4) 创建LED光源 5;KT-(q~  
    }X.8.S'  
    7$!Bq#  
    光源类型为Random plane ; @0x.n\M_  
    光线数为10000; I]S(tx!  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 0BU:(o&  
    形状选为椭圆; qi5>GX^t]b  
    $EHn ;~w T  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Jv$2wH  
    半径选择60度 z%-"' Y]  
    类型选择 Lambertian /U Rj$ |  
    形状选择 Elliptical ovRCF(Og,  
    ?9.?w-Q'  
    波长选择默认默认波长 *{n,4d\..  
    Power默认为1 watts MyR\_)P?  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm t"@|;uPAu  
    %Zi,nHg8  
    <8}9s9Nk  
    LED光源设定办法 Ra,on&OP`*  
    ^ZZ@!Udy  
    ="PywZ  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) # T#FUI1p  
    '{_tDboY  
    !7Q.w/|=  
    波长设定,颜色选为绿色 vf'jz`Z  
    \V7x3*nA  
    p<.!::*%(  
    功率设定(在Power units选择Watts) )pj \b[  
    m>m`aLrnb  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane tbt9V2U:"n  
    ^{,}, i  
    YH6 K-}  
    创建平面探测器(plane) cyn]>1ZM  
    $7ME a"a  
    !{- 3:N7  
    6I'V XdeN  
    6) 创建分析面 mi3q1npb7[  
    D}=i tu  
    FP cvkXQD  
    O&1p2!Bk4  
    光线滤光器设置 t"m`P1  
    ':fbf7EL<  
    7) 执行光线追迹 a*@Z^5f  
    +mel0ZStS  
    vTa23YDW  
    "alO"x8t  
    e5y`CXX  
    #k]0[;1os  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 Hqy>!1 !  
    &~6O;}\  
    l`G:@}P>G  
    8) 优化设定 Y2~{qY  
    z^a?t<+  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 tg4&j$  
    =<tEc+!T3  
    O[J+dWyp  
    jWjK-q@Y  
    ziip*<a !_  
    定义变量
     o=5uM  
    U-:Z ^+Y  
    ^E,Uc K;  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) zm.sX~j  
    :D7!6}%  
    0To 5|r  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) u8\QhUk'G  
    nmAXU!t'  
    9) 优化 ,l"2MXD  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ) FsSXnZL  
    ^@cX0_  
    *)sz]g|d  
    f;6d/?=~  
    *m/u3.\  
    优化结束后会弹出如下报告 J@-9{<  
    T+( A7Qrx%  
    ^W*)3;5  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 3hjwwLKG$  
    4IpFT;`q  
    10) 光线追迹与结果分析 {x$#5 PW  
    CawVC*b3  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    5Wjp_^!e  
    ;hp; Rd  
    FV,SA3  
    wYM{x!D  
    优化后透镜的面型如下: Hc3/`.nt  
    透镜渲染效果
    Unk+@$E&  
    ` &DiM@Sm  
     
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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 >eI(M $