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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 dMw}4c3E  
    5< $8.a#  
    本文您将会学到如下内容: vq` M]1]FO  
    透镜基本参数输入; J?%ecCN  
    优化变量与评价函数设定; p#aB0H3  
     优化;  NIh?2w"\  
     照度分析; }bZb8hiG  
    s+<`iH9Hm  
    2. 操作流程 "&%Lhyt  
    wTe 9OFv  
    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。 1:;S6{oQ  
    z]/!4+  
    +mRc8G  
    $W;f9k@C!  
    2) 创建透镜 92(P~Sdv  
    f\vMdY  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ( yK@(euG  
    ) #l&BV5  
    tjg?zlj  
    g#%Egb1  
    3) 输入透镜参数 ]%2y`Jrl^W  
    po@Agyg5  
    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; Y !%2vOt  
    e'|IRhr  
    1c|{<dFm  
    }eAV8LU  
    $d*PY_  
    将第二面的圆锥系数改为-1 (Xl+Zi>\{  
    ?0tm{qP  
    4) 创建LED光源 :MihVLF  
    RxE.t[  
    kx,3[qe'S  
    光源类型为Random plane ; %n^ugm0B  
    光线数为10000; )kEH}P&  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; WBWIHv{j  
    形状选为椭圆; @TJ2 |_s6]  
    \SN>Yy  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Z+Cjg #+  
    半径选择60度 WH_ W:  
    类型选择 Lambertian muMd9\p  
    形状选择 Elliptical ` >loleI  
    FQ>y2n=<d  
    波长选择默认默认波长 n s#v?D9NF  
    Power默认为1 watts Y|6gg  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm qVW3oj<2  
    ws<p BC,m  
    9aBz%* xo  
    LED光源设定办法 4_-L1WH  
    q"i]&dMr  
    /@64xrvIl=  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) ~t1?oJ  
    9-Z ?  
    Vn65:" O  
    波长设定,颜色选为绿色 NJCSo(O  
    y~'%PUN  
    uO>pl37@  
    功率设定(在Power units选择Watts) 7+;.Q  
    E/<n"'0ek  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane seVT| z  
    'p[*2J"K4  
    D?FmlDTr[  
    创建平面探测器(plane) 5+2qx)FZ  
    &b'{3o_KN  
    zY2x_}#Q\"  
    "E@A~<RKP  
    6) 创建分析面 gZBb /<  
    1)3'Y2N*  
    mQ9y{}t=4  
    5me#/NqLHY  
    光线滤光器设置 ;ojJXH~$}  
    -jzoGzC3  
    7) 执行光线追迹 9g|99Z  
    G8WPXj(  
    ehLn+tg  
    _>bk'V7  
    l.(|&U~  
    a'g&1N0Rc  
    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。 shEAr*u  
    T7|=`~  
    Cj=_WWo  
    8) 优化设定 _S,UpR~2W  
    _gEojuaN  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 %)Z,?DzZ  
    +R7pdi  
    /Ny#+$cfk  
    3a&HW JBSx  
    T oT('  
    定义变量
    T7-yZSw -m  
    /l+"aKW 2  
    9Wg;M#c2Y|  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) P @Fx6  
    S|T_<FCY  
    4|4 *rhwp  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) >*uj )u%  
    3.9/mztS  
    9) 优化 ,J=lHj  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 =q>lP+  
    mM~&mAa+Z  
    @NL37C  
    b|*+!v:I>T  
    M& )yr^  
    优化结束后会弹出如下报告 1]Cd fj6@  
    D2J)qCK1)  
    ysCK_  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 o2;Eti  
    QpA$='  
    10) 光线追迹与结果分析 AAqfp/DC  
    =nO:R,U  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    [e_<UF@A*  
    #K*p1}rf  
    @ 'c(q=K;  
    C+>mehDC_G  
    优化后透镜的面型如下: Z78i7k}  
    透镜渲染效果
    h6bvUI+|h  
    JpZ_cb`<E'  
     
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