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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 %bDd  
    <' P|g  
    本文您将会学到如下内容: *XniF~M  
    透镜基本参数输入; y^;qT_)#  
    优化变量与评价函数设定; =!#D UfQf  
     优化;  o<Y|N   
     照度分析; ;2L=WR%  
    \lKQDct. -  
    2. 操作流程 OUI}jJw+  
    .8b 4  
    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。 mNb+V/*x3  
    <( BAws(X  
    a P{xMB#1h  
    R)<Fqa7Tm  
    2) 创建透镜 h@{@OAu?  
    ik8e  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens *k+QX   
    ~@'|R%jJ  
    ]"/ *7NM  
    N..9N$+(  
    3) 输入透镜参数 zN2sipJS8  
    NA/+bgyuT>  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; Nz!AR$  
    cgz'6q'T  
    J,7_5V@jJ  
    \GMudN  
    n0vPW^EQ  
    将第二面的圆锥系数改为-1 +S/8{2%?DG  
    L {B#x@9tQ  
    4) 创建LED光源 !^8'LMY<I  
    4a!L/m *  
    <7 PtC,74  
    光源类型为Random plane ; 29av8eW?3  
    光线数为10000; 9 z3Iwl  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; TzK?bbgr!  
    形状选为椭圆; xPb`CY7  
    =A!I-@]q<  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Q7}w Y  
    半径选择60度 !2{MWj  
    类型选择 Lambertian "4"L"lJ   
    形状选择 Elliptical |#-Oz#Eg'  
    u"|.]r  
    波长选择默认默认波长 Mm/GI a  
    Power默认为1 watts pn =S%Qf]  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ^8MgNVoJ)  
    .S5&MNE  
    eGguq~s`  
    LED光源设定办法 pbgCcO~xm  
    4cV(Z-\  
    x`o_&09;CG  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) x1Si&0T0P<  
    el[6E0!@  
    7 'f>  
    波长设定,颜色选为绿色 E3gQ`+wNg?  
    l|uN-{ w  
    #D>8\#53V/  
    功率设定(在Power units选择Watts) L3kms6ch  
    V'6%G:?0a  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane dvXu?F55  
    zF{ z_c#3@  
    (JF\%Yj/  
    创建平面探测器(plane) =E,*8O]  
    L~0B  
    FD`V39##  
    YE^|G,]  
    6) 创建分析面 ]0O pd9  
    ZM)a4h,kcm  
    H7\EvIM=  
    R_H di~ k  
    光线滤光器设置 `Y(/G"]  
    8<g5.$xyz  
    7) 执行光线追迹 VTV-$Du[}  
    h\20  
    k@wxN!w;  
    Qp< 6qM35  
    UCq+F96j  
    RQh4RUm  
    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。 QiZThAe  
    VvPTL8Z  
    V= .'Db2D  
    8) 优化设定 TSD7.t)^  
    G,$jU9 f  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 l$zM|Z1wR`  
    &PGU%"rN  
    e <IT2tv>u  
    ci*Z9&eS+  
    [1Vh3~>J6  
    定义变量
    \6sp"KqP  
    P [gqv3V  
    ,rG$JCS'KQ  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) 3 D+dM0wM  
    8-po|  
    fc&4e:Ve  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) Rr:,'cXGi  
    $_<,bC1[  
    9) 优化 JA1(yt  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ya|7hz{  
    q,+d\-+  
    y&SueU=  
    CRS/qso[Q'  
    mF#{"  
    优化结束后会弹出如下报告 2AU_<Hr6  
    QPdhesrd-  
    4m%_#J{  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 vu1F  
    4egq Y0A  
    10) 光线追迹与结果分析 Z.rKV}yjY  
    -x7b6o>$  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    Dmn6{jy P  
    qL3*H\9N  
    MT|}[|_  
    72Ft?;R  
    优化后透镜的面型如下: ^TnBtIU-B  
    透镜渲染效果
    {aAA4.j^  
    5H>[@_u+:  
     
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