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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 X>7Pqn'  
    /rZk^/'  
    本文您将会学到如下内容: '|]}f}Go  
    透镜基本参数输入; X i"9y @  
    优化变量与评价函数设定; i{EQjZ  
     优化; E?+~S M1~  
     照度分析; 6kp)'wz`  
    aiX&`   
    2. 操作流程 z+.G>0M  
    h i!K-_Uy  
    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。 BaIpX<$T  
    =k<b* 8  
    ;cf$u}+  
    6xx.Z3v  
    2) 创建透镜 JYNn zgd  
    !7\dr )  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ?H8w;Csq-  
    (QIU3EN  
    b&!}SZ  
    W2XWb<QSEV  
    3) 输入透镜参数 8*8Y\"  
    Ch?yk^cY  
    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; *1v3x:pQ'  
    1.p ?1"4\u  
    Ijiw`\;  
    i +@avoW  
    8-+# !]  
    将第二面的圆锥系数改为-1 I`B ZZ-  
    J37vA zK%  
    4) 创建LED光源 C4E}.``Hm  
    sB:e:PK  
    qDG x (d  
    光源类型为Random plane ; @;9KP6d  
    光线数为10000; H$?MPA-c  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; x3'ANw6E  
    形状选为椭圆; o!h::j0,~  
    RQ|K?^k v  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. JT}"CuC  
    半径选择60度 Z]LP18m9kl  
    类型选择 Lambertian " AvEo  
    形状选择 Elliptical nZj&Ma7R  
    3U?gw!M>  
    波长选择默认默认波长 r9}(FL /)b  
    Power默认为1 watts b/.EA' /  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm vB7]L9=@"  
    S9:ij1  
    *9KT@"v  
    LED光源设定办法 SgQmR#5  
    d>J +7ex+  
    ^&F.T-(A  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) ax _v+v %  
    0@' -g^PS  
    _Hq)@A I   
    波长设定,颜色选为绿色  1^hG}#6_  
    {nZP4jze  
    :p<:0W2!  
    功率设定(在Power units选择Watts) 7zQGuGo(  
    e#6H[t  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Tw/7P~*  
    BThrv$D}  
    Wf:X) S7  
    创建平面探测器(plane) Y]&2E/oc  
    l;z+E_sQ  
    3KD:JKn^  
    (8S+-k?  
    6) 创建分析面 |&S^L}V.C  
    Ktuv a3=>N  
    `aMnTF5:  
    yYJ +vs  
    光线滤光器设置 R,!a X"]|  
    "5,Cy3  
    7) 执行光线追迹 Ki :98a$  
    iF##3H$c  
    z5^Se!`5  
    R=NK3iGTf  
    o9D#d\G  
    vKbGG   
    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。 4}Os>M{k  
    ayf;'1  
    ]R"n+LnI:=  
    8) 优化设定 ;cv\v(0  
    7m(9|Y:Q.  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Fvv/#V^R  
    EffU-=?%!  
    ;M#D*<ucI:  
    (=53WbOh/t  
    yW(A0  
    定义变量
    n?^X/R.22  
    NUY sQO)  
    {y!77>Q/  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) SsL>K*t5  
    _rUsb4r  
    f,+ONV]5Tt  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) (j)>npOd9  
    "aGpC{  
    9) 优化 t2-bw6U  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 5)K?:7  
    U,2\ TBz  
    Wf  *b"#  
    XR)I,@i`'  
    }PzYt~Z`@  
    优化结束后会弹出如下报告 wdgC{W Gl  
    `yb,z   
    yc$8X sns  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ])T_&%  
    4[LzjC  
    10) 光线追迹与结果分析 'l'[U  
    / ='/R7~  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    #w]:<R^  
    0>?78QL9<  
    9y"\]G77E  
    SR 1UO'.  
    优化后透镜的面型如下: $66DyK?  
    透镜渲染效果
    e,0Gc-X[B  
    P^ bcc  
     
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