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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 @9MrTP  
    y$L&N0z  
    本文您将会学到如下内容: 'gk^NAG2^E  
    透镜基本参数输入; e#?rK=C?9  
    优化变量与评价函数设定; "%=K_WJ?  
     优化; "+BuFhSLf  
     照度分析; `iwGPG!  
    ]Vf2Mn=]"  
    2. 操作流程 `P;uPQDzZ3  
    =&vRT;6  
    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。 P;e@<O  
    }i\_`~  
    x}N1Wl=8g  
    rrZ'Dz  
    2) 创建透镜 gac/%_-HH7  
    kgRgHkAH~  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens xllmF)]*Y  
    Q!W+vh  
    .~4DlT  
    RD*.n1N1  
    3) 输入透镜参数 w{Y:p[}  
    0a)LZp|  
    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; E%)3{# .z  
    0ac'<;9]zP  
    cA+O]",}  
    *&W1|Qkg_  
    NW?h~2  
    将第二面的圆锥系数改为-1 p,#**g:  
    U6_GEBz~y  
    4) 创建LED光源 q.p.y0  
    y~+U(-&.  
    luO4ap]*  
    光源类型为Random plane ; Hp3T2|uL  
    光线数为10000; ':T6m=yv  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; *lp{,  
    形状选为椭圆; ~g;lVj,N'  
    k #/%#rQM  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. T@DT|lTI  
    半径选择60度 ldWr-  
    类型选择 Lambertian &n& ndq  
    形状选择 Elliptical B,ZLX/c9  
    K]Q1VfeL=  
    波长选择默认默认波长 `z`"0;,7S  
    Power默认为1 watts <ApzcyC  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm JA^Y:@<{/  
    V?Ye^ -29  
    VW\~OH  
    LED光源设定办法 U~{sJwB  
     =u Ieur  
    >*[Bq;  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) Kj*:G!r0.:  
    Twr<MXa  
    P 4jg]g  
    波长设定,颜色选为绿色 <*74t%AJ%  
    KN zm)O  
    q|wwfPez7  
    功率设定(在Power units选择Watts) G+f@m,  
    u6u1>  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ,;-55|o\V  
    9\W }p\c  
    twJ)h :!_y  
    创建平面探测器(plane) /YH5s=  
    0p' =Vel{}  
    F;_L/8Ov1  
    X{b qG]j  
    6) 创建分析面 ?3:xR_VWZu  
    X'h J&-[P  
    I^fKZ^]8P  
    uWKc .  
    光线滤光器设置 O&u[^s/^  
    dD0:K3@  
    7) 执行光线追迹 Jri"Toz0  
    Td>Lp=0rU  
    F;^GhiQVS  
    .ahYj n  
    1]vrpJw  
    }J&[Uc  
    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。 mOvwdRKn  
    /`V:;  
    4RV5:&ALLS  
    8) 优化设定 L z'05j3!  
    7 -hSso.'  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 }2eP~3  
    ]OKs 65  
    wx|eO[14  
    {qHf%y&[  
    GY%48}7  
    定义变量
    N\OeWjA F  
    ~L.)<{?  
    U^$o< 2  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) I?mU_^no  
    *?Sp9PixP  
    J m+;A^;  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) RRGCO+)*  
    ,U#$Qb 12  
    9) 优化 wZA(><\  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 O67.DEu^  
    ^Pk-<b4}  
    71?>~PnbH}  
    HJ2r~KIw  
    7VdG6`TDR  
    优化结束后会弹出如下报告 ,nELWzz%{  
    MR@*09zP(?  
    )J"Lne*"  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 'bpx  
    wtDy-H n  
    10) 光线追迹与结果分析 l`s_ #3  
    eh-/,vmRa  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    O)qedy*&  
    }.x&}FqXE  
    [C]u!\(IF  
    &?=UP4[oif  
    优化后透镜的面型如下:  m%-  
    透镜渲染效果
    jMvWS71  
    bF'^eR  
     
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