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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 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-10-11
    1. 摘要 [2Nux0g  
    Xxd]j]  
    本文您将会学到如下内容: -MTYtw(  
    透镜基本参数输入; 10c.#9$  
    优化变量与评价函数设定; vDi Opd  
     优化; $6D* G-*8  
     照度分析; %+Z*-iX  
    #)]t4wa_W  
    2. 操作流程 MpZ\ j  
    .PR+_a-X  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 j4 #uj[A  
    'U`;4AN  
    %-.;sO=g  
    pPo xx"y  
    2) 创建透镜 -]D/8,|s  
    \#B<'J9.`  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens LfFXYX^  
    fbbbTZy  
    |m ?ZE:  
    P#XV_2  
    3) 输入透镜参数 x(eX.>o\  
    c-Yd> 4+ 1  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; Rq[d\BN0.d  
    ~eoM 2XlW  
    ;`:YZ+2 Z  
     fCJjFL:  
    m}=E$zPbO  
    将第二面的圆锥系数改为-1 7dACbqba  
    3+h3?  
    4) 创建LED光源 $$&.}}.,  
    ,%l}TSs  
    <"P-7/j3j  
    光源类型为Random plane ; }$L63;/H  
    光线数为10000; +>vKI8g*RH  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; DmLx"%H3  
    形状选为椭圆; 5ct&fjmR_  
    tLfhW1"  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. a6e{bAuq  
    半径选择60度 ]6)u$4X6$  
    类型选择 Lambertian GjHR.p?-  
    形状选择 Elliptical gC/ e]7FNr  
    t S]  
    波长选择默认默认波长 }F_c0zM  
    Power默认为1 watts %KT}Map  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm bD:0k.`  
    Q zaD\^OF  
    Kmx^\vDs  
    LED光源设定办法 '=fk;AiQ  
    Op ?"G  
    Xzf,S;XV~  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) jj2\;b:a0  
    Wx{E\ l  
    NBc^(F"  
    波长设定,颜色选为绿色 U"p</Q  
    9T24dofkJ  
    LtMM89u  
    功率设定(在Power units选择Watts) )&7. E  
    c8JW]A`9b)  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane =ZIT!B?4  
    AT~,  
    &o;0%QgF  
    创建平面探测器(plane) !ou#g5Q@z  
    \BXzmok  
    CG=c@-"n/  
    ls]N&!/hq  
    6) 创建分析面 3$k#bC  
    +)jll#}?  
    cZ?QI6|[  
    EaO@I.[  
    光线滤光器设置 X&qx4 DL  
    P)=.D u)  
    7) 执行光线追迹 @9gZH_ur>E  
    s.}K?)mH  
    .="X vVdkp  
    <s'de$[  
    `)n4I:)2  
    ?W'p&(;  
    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。 w!7\wI[  
    [!A[oK9i C  
    zzQWHg]/  
    8) 优化设定 `S@TiD*  
    r<e%;S  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 St-uE |8  
    ^QRg9s,T<  
    }6c>BU}DF  
    @dDeOnF  
    ~ y!'\d>q<  
    定义变量
    @yaFN>w  
    c0@8KW[,  
    LmF,en5  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) u#E'k KGO  
    HB/V4ki  
    ~9dpB>+  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) NXY jb(4:  
    8vY-bm,e  
    9) 优化 A IP~A]T  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 'jtC#:ePK  
    smQ^(S^  
    Nz,yd%ua  
    pIJXP$v3  
    `C+<! )2  
    优化结束后会弹出如下报告 \2i7\U  
    Z',!LK!  
    0CrsZtX  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 _/s"VYFZ  
    g>@JGzMLP  
    10) 光线追迹与结果分析 9oWU]A\k>  
    x<NPp&GE  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    IU%|K~_n  
    %a;#]d  
    yw3"jdcl  
    y/lF1{}5  
    优化后透镜的面型如下: j9+$hu#a  
    透镜渲染效果
    11[lc2  
    :S+K\  
     
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