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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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    离线infotek
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-10-11
    1. 摘要 xep!.k x  
    edW:(19}  
    本文您将会学到如下内容: xNaDzu"  
    透镜基本参数输入; [sT}hYh+  
    优化变量与评价函数设定; D\ H) uV`  
     优化; X+*"FKm S.  
     照度分析; C"We>!  
    ZrA OX'>u9  
    2. 操作流程 eT|"6WJ:{  
    Apfs&{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。 <hO|:LX  
    Gpauy=4f  
    GGY WvGE+  
    ?z2k 74&M^  
    2) 创建透镜 )Z2l*fV  
    E2D}F@<]  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 'Wn2+pd  
    ?_+h+{/@B  
    #CaT0#v  
    > $#v\8  
    3) 输入透镜参数 k7\h- yn{  
    qrj:H4#VB  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; >**7ck  
    '{t&!M`  
    {'QA0K  
    U6pG  
    1gZW~6a}  
    将第二面的圆锥系数改为-1 m'Thm{Y,?n  
    ^nS'3g^"  
    4) 创建LED光源 D\Nhq Vw  
    v$H]=y  
    iA^GA8dn  
    光源类型为Random plane ; .\?)O+J!  
    光线数为10000; wV9[Jl\Z  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; `oxs;;P  
    形状选为椭圆; OC[+t6  
    <L72nwcK  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. UqP %S$9  
    半径选择60度 #hOAG_a,  
    类型选择 Lambertian B[]v[q<  
    形状选择 Elliptical TzCNY@y  
    \.R+|`{tf  
    波长选择默认默认波长 `qjiC>9  
    Power默认为1 watts >q:0w{.TU  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm (oYM}#Q  
    1i.t^PY  
    ~t $zypw  
    LED光源设定办法 BtSl%(w  
    4mG?$kCN  
    \s.c.c*eh;  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) BtyBZ8P;e  
    IXmtjRv5  
    ,~!rn}MI<  
    波长设定,颜色选为绿色 FE)L?  
    +=5Dt7/|  
    H!D?;X  
    功率设定(在Power units选择Watts) CywQ  
    <fJ*{$[p  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane S}=euY'i  
    JVzU'd;1!  
    8H>: C (h  
    创建平面探测器(plane) S z3@h"  
    fNVNx~E  
    >taC_f06  
    Ol,Tw=?  
    6) 创建分析面 X0=#e54  
    a!1\,.  
    24TQl<H{  
    (W<n<sl:-  
    光线滤光器设置 F+Qp mVU  
    PD$g W`V  
    7) 执行光线追迹 !,mv 7Yj  
    >-s\$8En'  
    I e#LZti  
    Y5}<7s\UDO  
    1!@KRV  
    , qj  
    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。 pU4 B6KTW  
    .[v4'ww^  
    D Hkmn  
    8) 优化设定 hhTM-D1Ehs  
    ZiBTe,;  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Z|YiYQl[)  
    >Lh+(M;+F  
    cxhS*"Ph  
    v2>.+Eh#  
    Z:l.{3J$  
    定义变量
    RcUKe,  
    e}u# :ysj  
    kI>Iq Q-h  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) ncEOz1u  
    69U[kW&  
    -[cl]H)V  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) E\5cb[Y  
    9/rX%  
    9) 优化 #tyHjk  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 f)xHSF"  
    <$WRc\}&g  
    2TN+ (B#Z!  
    V9:h4]  
    $?^#G8J  
    优化结束后会弹出如下报告 s6k,'`.  
    ^<0u~u)%T  
    zG_e=   
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 iyw "|+  
    {/]Ks8`Dm  
    10) 光线追迹与结果分析 $`:/O A<.  
    $gsn@P>"  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    a}3sG_(Y  
    $42C4I*E  
    w(kN0HD  
    qGtXReK  
    优化后透镜的面型如下: 2.=3:q!H<%  
    透镜渲染效果
    @\ip?=  
    ,Mf@I5?  
     
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