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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 <u2}i<#  
    ;3@cy|\:  
    本文您将会学到如下内容: @Z12CrJ  
    透镜基本参数输入; b9l;a+]d  
    优化变量与评价函数设定; UeRj< \"Q  
     优化; ;n 7/O5M|  
     照度分析; :5{wf Am  
    %\:[ o  
    2. 操作流程 `E>1>'  
    <*qnY7c&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。 aeD;5VV  
    , 'u W*kx  
    t;}:waZD  
    }|pwz   
    2) 创建透镜 cH&J{WeZa  
    U[ 0=L`0e  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens z*!%g[3I  
    r8xv#r1  
    Eq j_m|@  
    j-lfMEa$o  
    3) 输入透镜参数 y]f"@9G#  
    9@Jtaq>jf  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; Jt}Bpg!J  
    B&n<M]7  
    i uF*.hc,%  
    C@'h<[v`1v  
    l`f/4vy  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ;;#qmGoE  
    )!P)U(*v  
    4) 创建LED光源 3v1iy / /  
    AHXSt  
    T9Nb`sbV]  
    光源类型为Random plane ; & tg&5_  
    光线数为10000; N/MUwx;P  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; u=`L )  
    形状选为椭圆; +lHjC$   
    6G[4rD&  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. gaZu;t2u  
    半径选择60度 ,[P{HrHx  
    类型选择 Lambertian zem8G2#c  
    形状选择 Elliptical d?A 0MKnl  
    s~5[![1 K  
    波长选择默认默认波长 hEKf6#  
    Power默认为1 watts 7/I,HxXp!  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm i OW#>66d  
    5kCUaPu  
    E87Ww,z8  
    LED光源设定办法 e4? >-  
    lh7jux  
    l1BtI_7p  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) t/VD31  
     : y%d  
    ,(EO'T[  
    波长设定,颜色选为绿色 n*[XR`r}  
    DtXrWS/  
    |)(VsVG&  
    功率设定(在Power units选择Watts) /_I]H  
    1g8_Xe4  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane UC]\yUK1J  
    -p]1=@A<}  
    oX30VfT  
    创建平面探测器(plane) pNepC<rY  
    bDL,S?@  
    kmP]SO?tx  
    vHry&#Pl+  
    6) 创建分析面 (l^3Z3zf&  
    QbkLdM,S*  
    hT`J1nNt  
    Xg|B \ \  
    光线滤光器设置 WrQDX3  
    u0|8Tgf  
    7) 执行光线追迹 MQ 5R O;RY  
    YIoQL}pX  
    mF*2#]%dx  
     HN=V"a  
    m$}R%  
    e:fy#,HEj{  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 We$:&K0  
    sFT.Oxg<  
    ZSjMH .Ij"  
    8) 优化设定 7K,-01-:  
    R!\_rc1/  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 uki#/GzaO  
    }vxw*8d?  
    Qu?R8+"KS  
    = RA /  
    LClNxm2X  
    定义变量
    \F1_lq;K  
    dP# |$1  
    5D\f8L  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) i2E )P x  
    !=;+%C&8y  
    *"?l]d  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) |=Eo?Q_  
    XewVcRo  
    9) 优化 *SU\ABcov  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ~ {E'@MU  
    CtyoHvw+M  
    /oR0+sH]  
    sGy eb5c  
    G`SUxhCk  
    优化结束后会弹出如下报告 ;&< {ey  
    UW N*j_9i  
    %<k2#6K  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 c`J.Tm[_u  
    QLXN*c  
    10) 光线追迹与结果分析 t2/#&J]  
    7S '% E  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    jF ^~p9z  
    fol,xMc&  
    :[wsKFaV+  
    *W.C7=  
    优化后透镜的面型如下: od IV:(  
    透镜渲染效果
    E@@5BEB ~  
    $Z.7zH  
     
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