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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 3ym',q  
    Zt{[ *~  
    本文您将会学到如下内容: WO>nIo5Y  
    透镜基本参数输入; ,m|h<faZL  
    优化变量与评价函数设定;  {Gk1vcq  
     优化; {]@= ijjf  
     照度分析; '4Bm;&6M  
    eJX9_6m-  
    2. 操作流程 >jLY"  
    /%1ON9o>  
    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。 Vv=. -&'  
    sBg.u  
    xdt- ;w|  
    :{l_FY436  
    2) 创建透镜 z,p~z*4  
    G<J?"oQbRT  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens p]+Pkxz]'  
    H40p86@M  
    By4<2u38u  
    I-(zaqp@  
    3) 输入透镜参数 v$wIm,j  
    o|<!"AD7  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; Wt-GjxGi  
    ^k">A:E2  
    3bH'H*2  
    Y\8)OBZ  
    n 0L^e  
    将第二面的圆锥系数改为-1 x g  
    kxhWq:[c  
    4) 创建LED光源 _A9AEi'.  
    &n:.k}/P  
    Qe:seW  
    光源类型为Random plane ; Y.rsR 6  
    光线数为10000; GGs}i1m  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Kis"L(C  
    形状选为椭圆; 5Yq@;e  
    lX4 x*  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Q/0Tj]D  
    半径选择60度 Eo]xNn/g  
    类型选择 Lambertian t-bB>q#3>  
    形状选择 Elliptical -x`@6  
    +',S]Edx  
    波长选择默认默认波长 u\;C;I-? '  
    Power默认为1 watts +a{1)nCXe  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm /@TF5]Ri  
    BUXpC xQ  
    'zuIBOH`j3  
    LED光源设定办法 s9DYi~/,  
    w_K1]<Q*  
    fuf"Ae  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) vV-`jsq20H  
    6mxfLlZ  
    ,R* ]>'  
    波长设定,颜色选为绿色 M!D3}JRm  
    ` 7V]y -  
    <}9lZEqY  
    功率设定(在Power units选择Watts) S3 Xl  
    ],Do6 @M-  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Cj lk  
    Z o(rTCZX  
    v;D~Pa  
    创建平面探测器(plane) @Z:l62l=bE  
    @Qt{jI !  
    ')<hON44EX  
    PIS2Ed]  
    6) 创建分析面 K_Eux rPn  
    *#+An<iT ;  
    7Kxp=-k  
    R`E~ZWC4V  
    光线滤光器设置 59;KQ  
    V/9!K%y  
    7) 执行光线追迹 d)Y}>@:W  
    \d`h/tHk  
    >7DhTM-A  
    }a(dyr`S  
    ?)d~cJ  
    5 #E`=C%  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 ,/|T-Ka  
    5M*:}*  
    hf&9uHN%7m  
    8) 优化设定 ml }{|Yz  
    }`m/bgtFX  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 J)p l|I  
    -]M5wb2,  
    0{-q#/  
    V1B5w_^>h'  
    8&b,qQ~  
    定义变量
    "87:?v[[1  
    ds[|   
    aWF655Fs*  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) {kR#p %E]  
    *VxgARIL  
    xdkZdx>N  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) R~ q]JSIC@  
    smo~7;  
    9) 优化 Yr[\|$H5  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 4~Q/"hMSkO  
    0oIe> r  
    _E.>`Q  
    PB\x3pV!}  
    svH !1 b  
    优化结束后会弹出如下报告 S;`A{Mow  
    1#+S+g@#  
    49HZ2`Y  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 5VU2[ \  
    Q*~]h;6\{d  
    10) 光线追迹与结果分析 1/J=uH  
    ]N F[>uiW  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    sLxc(d'A  
    Q>i^s@0  
    k~nBiV  
    JDT`C2-Q  
    优化后透镜的面型如下: BLD gt~h#  
    透镜渲染效果
    9p(. A$  
    7J<5f)  
     
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