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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 正序阅读 楼主  发表于: 2024-10-11
    1. 摘要 P7u5Ykc*  
    fVf.u'.8  
    本文您将会学到如下内容: @ULr)&9  
    透镜基本参数输入; zT_{M qY  
    优化变量与评价函数设定; }s{zy:1O  
     优化; n4Q!lJ  
     照度分析; cE]tvL:g  
    T w"^I*B  
    2. 操作流程 ,3fw"P$  
    IUu[`\b=  
    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。  KsUsj3J  
    >xP $A{  
    7z%zXDe~T[  
    u{>5  
    2) 创建透镜 TC R(  
    ;Rwr5  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens MHxv@1)K|Y  
    [eWB vAiW  
    s BRw#xyS  
    Q`19YX  
    3) 输入透镜参数 /5yW vra  
    |L`w4;  
    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; Yj0Ss{Ep  
    7~|o_T  
    !*pK#  
    e?Cbl'  
    :1.$7W t  
    将第二面的圆锥系数改为-1 w #1l)+  
    lZ_i~;u4@v  
    4) 创建LED光源 G3?8GTH  
    7Bmt^J5i&t  
    \W1?Qc1]  
    光源类型为Random plane ; u.!Pda  
    光线数为10000; 3s>& h-E  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; umls=iz  
    形状选为椭圆; ~9'VP }\  
    8Cm^#S,+  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. VK ?,8Y  
    半径选择60度 })"9TfC  
    类型选择 Lambertian RqcX_x(p  
    形状选择 Elliptical @p `#y  
    fMLm_5(H  
    波长选择默认默认波长 :&TOQ<vM  
    Power默认为1 watts Sf*VkH  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 6Ajiz_~U  
    -?e~S\JH  
    ^PWZ1.T  
    LED光源设定办法 < ^J!*>  
    $>#PhOC  
    /{qr~7k,oQ  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) NrL%]dl3/  
    fNB*o={r|  
    '-ACNgNn  
    波长设定,颜色选为绿色 0Y"==g+ >f  
    U15Hq*8Z  
    r}vI#;&  
    功率设定(在Power units选择Watts) 0n3O;=[aV  
    M(/%w"R  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 4Q3Q.(  
    y< 146   
    T8qG9)~3  
    创建平面探测器(plane) *(r85lEou)  
    B V Pf8!-  
    \8F$85g  
    qtgj"4,:`  
    6) 创建分析面 :.sK:W("v  
    $wX5`d 1  
    wmT3 >  
    Grw_SVa^  
    光线滤光器设置 !5=3Y4bg1  
    fh,Y#.V`  
    7) 执行光线追迹 %7V?7BE  
    $RF"m"  
    /nC"'d(#  
    Z/ThY bk  
    ew"[]eZ:ut  
    LU%g>?m.]  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 VY![VnHsB  
    flmcY7ZV  
    r{Fu|aoa;5  
    8) 优化设定 (S(=WG  
    Uvz9x"0[u  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 2poU \|H  
    b!UT<:o  
    E>7%/TIl  
    9`vse>,-hg  
    (T`x-wTl  
    定义变量
    & f!!UZMt)  
    X|.X4fs  
    W;0_@!?mr}  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) -8TJ~t%w4  
    T`vj6F  
    \W$>EH  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) n){\KIU/O  
    ,@>B#%Nz  
    9) 优化 \w`Il"}V  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ok[R`99  
    i44KTC"sB  
    47t^{WrT  
    SUvHLOA  
    3 #jPQ[+  
    优化结束后会弹出如下报告 U8.DPRa  
    )_f "[m%  
    t,RR\S  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 vO"AJ`_  
    mk[=3!J  
    10) 光线追迹与结果分析 &uk?1Z#j  
    1_<'S34  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    EI/_=.d  
    "_5av!;A g  
    h{>8W0W*  
    hQX|wWh  
    优化后透镜的面型如下: 9BHl 2<&V  
    透镜渲染效果
    Bv/v4(G5g  
    #<l ;YT8  
     
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