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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 ~-6_-Y|  
    PuREqa\_[  
    本文您将会学到如下内容: vG'#5%,|  
    透镜基本参数输入; M;Pry 3J  
    优化变量与评价函数设定; jc)7FE  
     优化; &z1U0uk  
     照度分析; [tof+0Y6  
    ,pI9=e@O/z  
    2. 操作流程 O^=+"O]  
    D-LOjMe  
    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。 hHmm(~5gR  
    ^Z#G_%\Y:  
    >h\u[I$7  
    ~WTkX(\  
    2) 创建透镜 )dX(0E4Td/  
    'nGUm[vh  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ~a[ /l  
    (m,H 5  
    -$o0P'Vx  
     19]19_-  
    3) 输入透镜参数 Pb>/b\&JS  
    ?R#$ c]  
    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; 0y,w\'j  
    WYTqQqQk  
    x1#>"z7  
    rkR5>S( 2M  
    C 5gdvJN  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ciN\SA ZY  
    {CI4AT!?W  
    4) 创建LED光源 QHZ",1F  
    p__wBUB  
    aH{)|?  
    光源类型为Random plane ; g ass Od  
    光线数为10000; -)oUb=Lk{  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ebI2gEu;a  
    形状选为椭圆; vuPNru" 2  
    $~.YB\3  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 9D1WUUa  
    半径选择60度 2=Naq Ht(  
    类型选择 Lambertian t kj  
    形状选择 Elliptical 4\&Y;upy+  
    Y PI)^ }  
    波长选择默认默认波长 sd\p[MXX  
    Power默认为1 watts $xZ ~bE9  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm E|f[ #+:+  
    8i`>],,ch  
    zZCRej  
    LED光源设定办法 \OVtvJV]  
    - C q;  
    D1xGUz2r  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) Yw3'9m^  
    X>o9mW  
    K'r;#I|"J  
    波长设定,颜色选为绿色 Vz/w.%_g  
    j %gd:-tA  
    (~^fx\-S  
    功率设定(在Power units选择Watts) ]q%r2 (y,k  
    w7?fJ")  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 6K pq~o   
    >Dr(%z6CN  
    &su'znLV  
    创建平面探测器(plane) &[-(=43@  
    6^] |  
    VjM3M<!g>M  
     '/.Dxib  
    6) 创建分析面 f?sm~PwC-  
    dyWp'vCQs\  
    ^b+>r  
    )FQ"l{P  
    光线滤光器设置 H/O.h@E4X  
    xGwImF$r  
    7) 执行光线追迹 LN5LT'CE   
    C.92FiC  
    ^r\ rpSN  
    pd'0|  
    uPz+*4+  
    }UW7py!TN  
    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。 %vJHr!x  
    }%jF!d  
    :jl*Y-mM  
    8) 优化设定 |q77  
    .Ix3wR9  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ccuGM WG*  
    x"12$7 9=  
    `Y?VQ~ci>  
    ]^~}/@  
    N*-tBz  
    定义变量
    )r9 9zdUk  
    PdcIHN  
    nHm}^.B*+  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) ,5n!a.T  
    lhN@ ,q  
    YvU%OO-+,  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 6ZQ |L=Ytp  
    fc9;ZX7  
    9) 优化 O^@8Drgc  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 p'/\eBhG]=  
    Y.viOHL  
    C Bkoky 9&  
    Uk?G1]$mL  
    dDaV2:4E  
    优化结束后会弹出如下报告 ;}46Uc#WS  
    @YI{E*?S  
    p&<Ssc  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 cfLLFPhv)  
    i 9) G t  
    10) 光线追迹与结果分析 n$/|r  
    &K9;GZS?  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    ?Z#N9Z~\  
    Y [`+7w  
    o^"+X7)  
    pp"X0  
    优化后透镜的面型如下: Dh I{&$O/  
    透镜渲染效果
    uk):z$ x  
    Vm[Rp, "  
     
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