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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 h<qi[d4X  
    +^%)QH>9   
    本文您将会学到如下内容: *;Z a))  
    透镜基本参数输入; bmh@SB  
    优化变量与评价函数设定; y2R\SL,  
     优化; l< HnPR/  
     照度分析; Hm+VGH'H?  
    a%`L+b5-$  
    2. 操作流程 WkV0,_(P  
    @X P_~ 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。 4}Lui9  
    X.ZG-TC  
    (3=bKcD'  
    ! 6R|  
    2) 创建透镜 /l8w b~vl  
    M~)iiKw~MY  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens @\+UTkl8  
    n*TKzn4E  
    5acC4v!T  
    |W*2L] &  
    3) 输入透镜参数 ),$^h7[n  
    t| B<F t^  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; s~k62  
    "![KQ  
    w:](F^<s,  
    ygd*zy9  
    =E:sEw2j  
    将第二面的圆锥系数改为-1 u++a0>N  
    4tSh.qBht  
    4) 创建LED光源 O%<+&Q7  
    =FM rVE  
    rddn"~lm1  
    光源类型为Random plane ; @6-3D/=  
    光线数为10000; 6U,:J'5gP  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; D0L s~qr  
    形状选为椭圆; [ C!m,4  
    y^D3}ds  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. AjsjYThV  
    半径选择60度 :Ye~I;" 8  
    类型选择 Lambertian #v4^,$k>  
    形状选择 Elliptical ?.ofs}  
     < B!f;  
    波长选择默认默认波长 ^c"\%!w"O  
    Power默认为1 watts wQM( |@zE}  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm !Nbi&^k B  
    (e9hp2m  
    RK_z!%(P  
    LED光源设定办法  [geT u  
    J3'0^JP*  
    !Wy&+H*0  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) w)h"?'m~  
    K k^!P*#  
    3Qp6$m  
    波长设定,颜色选为绿色 G$~hAZ  
    GT3}'`f B  
    d8WEsQ+)A  
    功率设定(在Power units选择Watts) R5 EC/@  
    [p )2!]y  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane VotI5O $  
    buHUBn[3)  
    =wa5\p/  
    创建平面探测器(plane) 5^Lbc.h  
    Z#K0a'  
    "T}HH  
    rWBgYh  
    6) 创建分析面 g}vU*g ;  
    ul"Z% 1]  
    Ge24Lp;Y 6  
    s3~6[T?8  
    光线滤光器设置 l_fERp#y  
    0IsnG?"  
    7) 执行光线追迹 6X$\:>  
    |~=4Z rcCP  
    0JhUncx  
    uW,rmd  
    WhV>]B2+"  
    By<~h/uJ  
    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。 g$8a B{)  
    ~SEIIq  
    |G)bnmi7  
    8) 优化设定 ;;LiZlf  
    +R31YR8C0  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 uJ,I6P~9  
    B_%O6  
    a0  w  
    KpO%)M!/Z#  
    MO79FNH2\  
    定义变量
    "~IGE3{  
    fy!,cK};  
    yF^)H{yx  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) G""=`@  
    |U="B4  
    o4&#,m+ :  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) &MP8.( u `  
    DzY`O@D[  
    9) 优化 Oin:5K)4-  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 *Rj*%S  
    y;HJ"5.Mw  
    @wXo{p@W  
    ;'|t>'0_  
    }@g#S@o  
    优化结束后会弹出如下报告 vu)V:y  
    sT"{ e7;F;  
    [zl"G^z  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 /?:]f  
    Yc V*3`  
    10) 光线追迹与结果分析 QBT_H"[  
    @nF#\  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    h}P""  
    L|w}#|-  
    Gt?ckMB  
    I*8_5?)g<  
    优化后透镜的面型如下: c::Vh  
    透镜渲染效果
    (8.|q6Nww  
    5,W DmhJ  
     
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