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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 9uB(Mx(-:`  
    j . A6S`  
    本文您将会学到如下内容: zsl,,gk9Y  
    透镜基本参数输入; 4rNL":"O  
    优化变量与评价函数设定; mj,fp2D;%  
     优化; g[z.*y/  
     照度分析; :VA.QrKW  
    -M5=r>1;  
    2. 操作流程 ug&[ IL~lc  
    #VbVs l  
    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。 ik,lSTBD  
    VV_l$E$  
    adEJk  
    +SXIZ`  
    2) 创建透镜 % g"eV4 j  
    VDEv>u4  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens V`hu,Y;%  
    w5C*L)l  
    ww d'0P`/  
    E">T*ao  
    3) 输入透镜参数 bMoAD.}  
    M~ h8Crz  
    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; ,5k-.Md>2*  
    M~T.n)x2  
    &%aXR A#+  
    mXWTm%'[  
    wVK*P -C  
    将第二面的圆锥系数改为-1 =H]F`[B=  
    nY?  
    4) 创建LED光源 D #2yIec  
    J QKdW  
    /!FWuRe^  
    光源类型为Random plane ; . 5HQ   
    光线数为10000; <|6%9@  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; wNCCH55Pt  
    形状选为椭圆; 8s}J!/2  
    ,8Iv9M}2  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. c$E)P$<j  
    半径选择60度 #G^A-yjn  
    类型选择 Lambertian EYS>0Y  
    形状选择 Elliptical P1kB>" bR  
    A/*%J74v  
    波长选择默认默认波长 #~ v4caNx  
    Power默认为1 watts >O`l8tM  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm "u^EleE!  
    ?^!,vh  
    Qu*1g(el!o  
    LED光源设定办法 Z)< wv&K  
    5OLQw(E  
    "l~Ci7& !a  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) ,32xcj}j)r  
    N_wp{4 0/  
    |WQ9a' '  
    波长设定,颜色选为绿色 g$37;d3Tx  
    ;6;H*Y0,|E  
    f_mhD dq  
    功率设定(在Power units选择Watts)  .jg0a  
    >=,ua u7  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane x!7yU_ls`  
    /="HqBI#i  
    xp \S2@<  
    创建平面探测器(plane) !AHAS  
    _]>JB0IY  
    ^JeMuU  
    f4t.f*#  
    6) 创建分析面 "PWl4a&  
    a' FN 3  
    y=N"=Z  
    qt?*MyfV  
    光线滤光器设置 }7/e8 O2  
    %CH6lY=lI  
    7) 执行光线追迹 /Bv#) -5  
    m\0cE1fir  
    H'g?llh1J  
    >9K//co"of  
    S'i;xL>  
    **;p (CI  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 rzLd"`  
    zQ)+/e(8  
    'ig, ATY  
    8) 优化设定 [ = M%  
    ]KK`5Dv|,e  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 P~7.sM  
    ~UMOT!4}3  
    02b6s&L  
    QTJu7^ O9  
    }0/a\  
    定义变量
    JSVeU54T^<  
    e<+<lj "  
    4MvC]_&  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) pA4 ,@O  
    ocA]M=3~k  
     -;c  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) C8b''9t.  
    H#(<-)j0_  
    9) 优化 w9&#~k]5  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 _ n O.-  
    WStnzVe  
    !$xu(D.  
    dk5|@?pe  
    I 48VNX  
    优化结束后会弹出如下报告 F8mC?fbK9  
    4br6$  
    d]B= *7]  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 )2j:z#'>  
     W'/>et  
    10) 光线追迹与结果分析 aC\4}i<  
    z1j|E :  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    3:`XG2'  
    TipHV;|e  
    ZwJciT!_~  
    *@M3p}',M  
    优化后透镜的面型如下: ;sQbn|=e"  
    透镜渲染效果
    9D_wG\g  
    zG% |0  
     
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