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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 "r:H5) !  
    @ysJt  
    本文您将会学到如下内容: 3S;>ki4(0  
    透镜基本参数输入; e|S+G6 :O2  
    优化变量与评价函数设定; `MN&(!&C*  
     优化; Pw0{.W~r  
     照度分析; <{3q{VW*  
    0 =3FO}[u  
    2. 操作流程 FRb&@(;  
    U{j5kX  
    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。 U/}AiCdj@  
    x& mz-  
    mABwM$_  
    B7NmET4  
    2) 创建透镜 iuvtj]/  
    XHU<4l:kl  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens l|4xKBCV]  
    z:0-aDe M  
    8 /:X& &  
    3Yn:fsy  
    3) 输入透镜参数 }dV9%0s!  
    Dx9$H++6$X  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; ^EnNbFI  
    p{\qSPK  
    Sn{aHH  
    "<g?x`iz  
    t-?KKU8  
    将第二面的圆锥系数改为-1 >" PqQO  
    mR!&.R?  
    4) 创建LED光源 ,_wm,  
    x"zjN'|  
    S'v V"  
    光源类型为Random plane ; RE(=! 8lGR  
    光线数为10000; B.CH9M  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; |wyJh"4!  
    形状选为椭圆; UH1S_:6  
    /e j/&x15  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. V PLCic,T  
    半径选择60度 .O@q5G  
    类型选择 Lambertian {GG~E54&B  
    形状选择 Elliptical  YiY&; )w  
    mTI\,x%<OC  
    波长选择默认默认波长 Sm*Jysy`  
    Power默认为1 watts auyKLT3C  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm /: \VwH  
    Mo?t[]L   
    B~ 'VDOG$Z  
    LED光源设定办法 buxI-wv  
    <?=mLOo =  
    r=iMo7q  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) O[5_ 9W 4  
    pJ)+}vascR  
    yccuTQvz  
    波长设定,颜色选为绿色 6S&=OK^  
    \h'E5LO  
    ` + n  
    功率设定(在Power units选择Watts) 7B:ZdDj  
    8R??J>h5\  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Ndug9j\2  
    [iO$ c]!H  
    [Q.4]K2  
    创建平面探测器(plane) F`ZIc7(.{  
    ftI+#0?[!  
    kS\.  
    |)72E[lL  
    6) 创建分析面 7S~9E2N  
    DS,FVh".|  
    >`rNT|rg  
    ~y-vKCp|  
    光线滤光器设置 w?$u!X  
    SJ WP8+  
    7) 执行光线追迹 ]ZryY EB  
    #@\NdW\  
    \w0b"p  
    4htSwK+  
    D @4&@>  
    BHJ'[{U*w  
    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。 mJDKxgGK  
    fj t_9-.  
    AZ9\>U@hD  
    8) 优化设定 ^ yukn*L  
    b]g&rwXYt  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 _AFt6\  
    s eZ<52f2  
    mTuB*  
    @y\{<X.F\1  
    |C)UZ4A/p  
    定义变量
    4xpWO6Q  
    M6hvi(!X2  
    b\0Q:  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) @gqs4cg{f  
    1={Tcq\]  
    <Ec)m69P  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) g=YiR/O1QN  
    ,I&0#+}n  
    9) 优化 < 8 Y<w|Hh  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 k'I_,Z<,  
    tj^:SW.0  
    gy,TT<1)  
    R,5$ 0_]|+  
    G>ptwB81KM  
    优化结束后会弹出如下报告 h^_taAdS`  
    ?.Yw%{?TG  
    gUszMhHX  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 JJHvj=9'o  
    CpqSn/  
    10) 光线追迹与结果分析 Qdr-GODx  
    wAOVH].  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    5f*'wA  
    L|1zHDxQ  
    h. (;GJO  
    d,rEEc Y  
    优化后透镜的面型如下: O"^a.`27  
    透镜渲染效果
    >'TD?@sr  
    L,A-G"z0Z  
     
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