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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 bCV3h3<  
    5hhiP2q  
    本文您将会学到如下内容: Vxr_2Kra  
    透镜基本参数输入; o {W4@:Ib  
    优化变量与评价函数设定; ]"ZL<?3g  
     优化; |JUb 1|gi  
     照度分析; uTWij4)a  
    U@ ;W^Mt  
    2. 操作流程 :,<G6"i  
    FW~{io]n  
    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。 JYAtQTOR  
    4qd =]i  
    t K $r_*  
    N WSm  
    2) 创建透镜 [N35.O6P6u  
    NmH1*w<A  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens *btLd7c%  
    _f"HUKGN  
    s8r|48I#;  
    `:aml+  
    3) 输入透镜参数 n+sV $*wvS  
    A:-MRhE9X  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; jfLkp>2E'  
    jX9{Ki"  
    (Xak;Xum1  
    Mk3~%`  
    m'!smS x8  
    将第二面的圆锥系数改为-1 lmsO 6=I4F  
    ?(t{VdZSzQ  
    4) 创建LED光源 H3}eFl=i2  
    Gp l  
    NcuZw?  
    光源类型为Random plane ; +i\ +bR  
    光线数为10000; lc:dKGF6  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 3 L:s5  
    形状选为椭圆; I^u$H&  
    ~ z< &vQ=  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. *X_-8 ^~  
    半径选择60度 71RG1,  
    类型选择 Lambertian M0B6v} ^H  
    形状选择 Elliptical ?k 4|;DD  
    ,k9@%{4 l  
    波长选择默认默认波长 2 cB){.E  
    Power默认为1 watts A89n^@  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm XEUy,>mR  
    i"B q*b@  
    v^;p]_c~2  
    LED光源设定办法 J{69iQ  
    |}?o=bO  
    Au=9<WB%H  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) kPuI'EPK  
    5z T~/6-(  
    y8HwyU>  
    波长设定,颜色选为绿色 E7CeE6U  
    u@@0YUa  
    G $F3dx.I  
    功率设定(在Power units选择Watts) .5tE, (<?  
    YKWiZ  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane #GlQwk3  
    aFbIJm=!  
    Li?_P5+a  
    创建平面探测器(plane) 1DTA Dh0  
    pBbfU2p  
    TwaK>t96[  
    -|FSdzvg  
    6) 创建分析面 hoDE*>i  
    4Y>J,c  
    )-u0n] ,  
    yu~o9  
    光线滤光器设置 Q4[^JQsR2  
    'g@Yra&09  
    7) 执行光线追迹 lQq&tz,  
    nZtP!^#  
    fqY; > Z  
    a*D])Lu[  
    drM@6$k  
    8M~^/Zc  
    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。 %x]8^vze  
    7gx 7NDt  
    'f "KV|  
    8) 优化设定 L3@upb  
    c@&`!e  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 f~rq)2V:  
    Jfe<$-$$7  
    B(zcoWQ*B  
    h,palP6^  
    w y\0o  
    定义变量
    er%D`VHe  
    - Mubq  
    Rt6(y #dF  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) 6!;eJYj,  
    N}/|B}  
    `Vf k.OP  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 5Xr<~xr  
    5L!cS+QNU  
    9) 优化 d siQ~ [   
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 |GLh|hr  
    2K~<_.S  
     A|90Ps  
    fK?/o]vq  
    c(j|xQ\pE  
    优化结束后会弹出如下报告 Af`qe+0E  
    +5k^-  
    7%0V?+]P  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 %p(!7FDE2n  
    n{1;BW#H  
    10) 光线追迹与结果分析 ih[!v"bv  
    Mnx')([;W  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    1OOMqFn}L  
    )zK6>-KWA  
    i*\\j1mf  
    ;J&p17~T9  
    优化后透镜的面型如下: `({ Bi!%i  
    透镜渲染效果
     ~0T;T  
    D00v"yp%%  
     
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