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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 eN,9N]K  
    "Mj#P9  
    本文您将会学到如下内容: |_TI/i>?'  
    透镜基本参数输入; 8R3{YJ6@T  
    优化变量与评价函数设定; v f{{z%3T  
     优化; !P=Cv=  
     照度分析; KoNu{TJ  
    s{'Sl{-Eu  
    2. 操作流程 b/:wpy+9Z  
    e7@ m i  
    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。 {+WY,%e  
    ^BA%]pe$I  
    FefroaJ:u  
    w/m@(EBK  
    2) 创建透镜 jjj<B'zt  
    Q*>)W{H&)  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ?<!q F:r:  
    -t|/g5.w_  
    3Xu|hkK\e  
    Ia#!T"]@W6  
    3) 输入透镜参数 Cj8&wz}ez  
    ewk7:zS/?  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; H u;"TG  
    !2Nk  
    k9rws  
    .u&xo{$'dS  
    kPs?  
    将第二面的圆锥系数改为-1 =Z:] %  
    c}qpmWF  
    4) 创建LED光源 uH9Vj<E$K  
    ,]2?S5R  
    c{/R?<  
    光源类型为Random plane ; '2r  
    光线数为10000; 3E|||3rf  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; _ f%s]  
    形状选为椭圆; c]|vg=W  
    j;-Wf6h{  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Hloe7+5UD  
    半径选择60度 ]H n:c'aT  
    类型选择 Lambertian OX;(Mg|  
    形状选择 Elliptical Dz~0(  
    h(/? 81:  
    波长选择默认默认波长 \ =hg^j  
    Power默认为1 watts _C/|<Ot:  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm .A< HM}   
    EE  1D>I  
    $?PI>9g!  
    LED光源设定办法 3$ ! QP N  
    ,IPt4EH$  
    VAL? Z  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) Zmyq6.1q~  
    =Q_1Mr4O  
    iP(MDVg  
    波长设定,颜色选为绿色 :b44LXKCP  
    l[T-Ak  
    vMp=\U-~^  
    功率设定(在Power units选择Watts) caQ1SV^{9  
    plWNuEW  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane C|&tdh :g  
    #EzhtuHxn  
    'r!!W0-K  
    创建平面探测器(plane) < c^'$  
    mKe6rEUs|  
    ?C2(q6X+s  
    }h;Z_XF&  
    6) 创建分析面 n{4iW_/D  
    o!BCR:  
    fxcE1=a  
    A5Jadz~  
    光线滤光器设置 Y5GN7.  
    9Ad%~qciY  
    7) 执行光线追迹 \7LL neq  
    (sKg*G2  
    Gky*EY  
    wMCMrv:  
    "QOQ  
    gV@xu)l  
    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。 )W\ )kDh!  
    %DiQTg7V,  
    Wmd@%K  
    8) 优化设定 R9A:"sJ  
    @JlT*:Dz  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 %_Vz0 D! 7  
    \2/X$x<?X  
    Vl1.]'p_  
    z#Jw?K_  
    i`@cVYsL  
    定义变量
    P[ o"%NZ'  
    !6|_`l>G,  
    2*D2jw  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) {O _X/y~  
    $HQ~I?r{Hf  
    -"xAeI1+  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) EN`JzL jP  
    %t&Lq }e  
    9) 优化 `S((F|Ty=;  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 9q?knMt  
    2Di~}*9&  
    AIOGa<^  
    YTTy6*\,_  
    Kc]cJ`P4.  
    优化结束后会弹出如下报告 g=D]=&H  
    ,$Fh^KNo]  
    RbUir185Y  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 -aJ(-Np$f  
    C3 "EZe[R  
    10) 光线追迹与结果分析 ^kNVQJiZyG  
    x%X3FbF]  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    E~q3o*  
    jF6Q:`k  
    3\ajnd|  
    ?T73BL=  
    优化后透镜的面型如下: ]Yt3@ug_f  
    透镜渲染效果
    ;L87 %P(.  
    `GqF/?i  
     
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