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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 `XJm=/f  
    pvF-Y9Xb  
    本文您将会学到如下内容: 4t*so~  
    透镜基本参数输入; B $XwTJ>  
    优化变量与评价函数设定; O$D?A2eI  
     优化; "g0(I8  
     照度分析; u-3:k  
    -DjJ",h( $  
    2. 操作流程 r|eZv<6  
    F9a^ED0l\  
    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。 Dd,2;#_  
    *2e!M^K<  
    |ZiC`Nt  
    %%JMb=!%2  
    2) 创建透镜 oyvKa g  
    tU :EN;H  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens k XrlSaIc  
    +?dl`!rE  
    %JyXbv3m,  
    Y`BRh9Sa  
    3) 输入透镜参数 M{mSd2  
    (Un_!)  
    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-SuM% S_  
    Hy_;nN+e  
    ;j%BK(5  
    k[kju%i4  
    Vsnuy8~k  
    将第二面的圆锥系数改为-1 8gy_Yj&{P  
    !EIjN  
    4) 创建LED光源 [eUftr9&0  
    qfoD  
    t#i,1aHA  
    光源类型为Random plane ; E3aDDFDH  
    光线数为10000; N?P%-/7  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; <RNJ>>0  
    形状选为椭圆; jE\Sm2G9  
    ep/Y^&$M  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. $O)3 q $|  
    半径选择60度 ,yd=e}lQx  
    类型选择 Lambertian T0zn,ej  
    形状选择 Elliptical  ._O  
    hr GH}CU"  
    波长选择默认默认波长 x1&W^~  
    Power默认为1 watts Iw<i@=V  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm TuDE@ gq(  
    GH1"xR4!  
    A:l@_*C..  
    LED光源设定办法 jPZaD>!  
    cWyW~Ek  
    ^ vilgg~  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) j _L@U2i  
    r.ZF_^y}+  
    ={>Lrig:l  
    波长设定,颜色选为绿色 &0zT I?c  
    j z58E}  
    :>Rv!x`  
    功率设定(在Power units选择Watts) L2Pujk  
    ^z6_Uw[  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane { FZ=olZ  
    rE9I>|tX  
    !`41q=r  
    创建平面探测器(plane) ,JU@|`  
    w }^ I  
    o6 E!IX+  
    sm[94,26  
    6) 创建分析面 QTX8 L  
    YW u cvw&  
    ^V$Ajt  
    Tm_B^ W}  
    光线滤光器设置 X3'H `/  
    ]I3!fEAWR  
    7) 执行光线追迹 Mi'8 ~J  
    `Qr%+OD  
    W @|6nPm  
    xk&Jl#v  
    AKMm&(fh%  
    $/!{OU.t`  
    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。 >h0-;  
    m3Il3ZY.  
    P) 3mX.(}  
    8) 优化设定 y6]vl=^L  
    a:QDBS2Llv  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 \]$IDt(s  
    p-.n3AL  
    ]Oq[gBL"A  
    ]?*I9  
    9]q:[zm^  
    定义变量
    .tD*2  
    RV@*c4KvO+  
    Q0EiEX)  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) UTXSeNP  
    vWGwVH/K  
    (}}S9 K  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) `ZC<W]WYX/  
    Yw#2uh  
    9) 优化 y+7w,m2  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 U8 nH;}i  
    [jmd  
    h@a+NE8  
    8#vc(04(  
    -[-wkC8a  
    优化结束后会弹出如下报告 L|p Z$HB  
    O{ #=d  
    n=[/Z!  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 qvPtyc^fN  
    ~6p[El#tS  
    10) 光线追迹与结果分析 jy'13G/b\  
    R?]02Q  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    8 @tV9+u  
    =Q\r?(Iy  
    aA,!<^&}  
    AvW:<}a,  
    优化后透镜的面型如下: f k&8]tK4  
    透镜渲染效果
    MG.` r{5  
    )= =Jfn y  
     
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