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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 x&sF_<[  
    '(Pbz   
    本文您将会学到如下内容: ~96"^%D  
    透镜基本参数输入; RZ -w,~  
    优化变量与评价函数设定; DZvpt%q  
     优化; d 1z   
     照度分析; IMBqy-q  
    {Su]P {oJ  
    2. 操作流程 $>+-=XMVB  
    W[b/.u5z:  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 SL(Q;_  
    Y?> S.B7  
    ]HRE-g  
    0]T ;{  
    2) 创建透镜 R,(^fM  
    dK=BH=S2?X  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens uzsR*x%s-  
    Z"P{/~HG  
    7+ c?eH  
    +_+_`q>]  
    3) 输入透镜参数 wH<S0vl   
    P9c1NX\-  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; sbgRl%  
    !-: a`Vs+  
    #df Aqg'  
    8s|r'  
    q.#aeqKBP  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ;$nK ^  
    P0W%30Dh  
    4) 创建LED光源 n^'{{@&(v  
    3>;U||O  
     3o/f#y  
    光源类型为Random plane ; `toSU>:  
    光线数为10000; M jHeUf  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 7"M7N^  
    形状选为椭圆; -i 9/1.Z  
    {C 7=  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. z%b3/rx  
    半径选择60度 u+{5c5_  
    类型选择 Lambertian rGoB&% pc  
    形状选择 Elliptical |ek*wo  
    {`-EX  
    波长选择默认默认波长 f3nib8B'  
    Power默认为1 watts sH6srwI  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm Y5K!DMK Y  
    h$lY,7  
    g-6!+>w*>e  
    LED光源设定办法 7/Ew(X8Fs  
    Xa-]+_?Q  
    sW[42A  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) b%AYYk)d?  
    1V)0+_Yv  
    qD 2<-E&M/  
    波长设定,颜色选为绿色 XxV]U{i!  
    2H4+D)  
    Yh"R#  
    功率设定(在Power units选择Watts) x< imMJ  
    Lc+)#9*d  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane x!S8'  
    594$X@ !v  
    8 #0?  
    创建平面探测器(plane) H3MT.Cpd  
    |U12 fuQ  
    <;M6s~  
    E|#'u^`yv  
    6) 创建分析面 ;u , 5 2  
    SxMh '  
    H,] D}r  
    cpf8f i  
    光线滤光器设置 @"Do8p!*(6  
    g~N)~]0{  
    7) 执行光线追迹 T< P4+#JK  
    r)ga{Nn,.  
    +BmA4/P$  
    #~nI^ ggW  
    k5W5 9tz  
    m_oBV|v{  
    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。 |qfnbi-\  
    f'*HP%+Y  
    >pz/wTOi  
    8) 优化设定 ;sb0,2YyP  
    lkBab$S)  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 I C7n;n9  
    6]na#<  
    h1J-AfV  
     ,8@@r7  
    |(Io(e  
    定义变量
    _/7[=e}y  
    w Xfy,W  
    @zSoPDYv,  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) LKztGfy  
    l0Y(9(M@  
    3K P6M=  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) R>#T {<<L  
     6 5qH  
    9) 优化 ^PO0(rh  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 QZ%_hvY[%>  
    7vgz=- MZ#  
    `ffWV;P  
    "0n to+v  
    X=_N7!  
    优化结束后会弹出如下报告 v-4eN1OS  
    i5V ly'Q  
    PJ9JRG7j  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 \/lH]u\x  
    {H"xC~.  
    10) 光线追迹与结果分析 L<5go\!bV  
    F71.%p7C8"  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    c7'I'~  
    P7<~S8)Y  
    !)KX?i[Q  
    ?zKDPBj  
    优化后透镜的面型如下: ^BSMlKyB  
    透镜渲染效果
    e>y"V; Mj  
    7J7uHl`yq`  
     
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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 { ~FYiX