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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 1po"gVot  
    ?E%U|(S)=L  
    本文您将会学到如下内容: XI]OA7Zis  
    透镜基本参数输入; ylkpYd  
    优化变量与评价函数设定; M`)s>jp@w  
     优化; ;&K3 [;a  
     照度分析; Rl y jOf{0  
    )!N2'Ld  
    2. 操作流程 ooomi"u  
    4\&H?:c.  
    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。 N =x]A C,  
    4Sg<r,G  
    ;>inT7?3|  
    ^?E^']H)5u  
    2) 创建透镜 -zPm{a  
    BXT 80a\  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens c zZrP"  
    01&*`0?  
    )WaX2uDA?  
    ?+bTPl;%'  
    3) 输入透镜参数 [Xs}FJ  
    R"m.&%n  
    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; mw:3q6  
    v>JB rIb$  
    DfAiL(  
    K{, W_ ^  
    h{Oz*Bq  
    将第二面的圆锥系数改为-1 +`Q PBj^  
    H%*~l  
    4) 创建LED光源 r$b:1C~  
    $~ pr+Ei  
    ~+nS)4 (  
    光源类型为Random plane ; :`{9x%o;  
    光线数为10000; 3{.9O$  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; RH<@c^ S  
    形状选为椭圆; K~7'@\2 ?  
    1gF*Mf_7  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 9`ri J4zl  
    半径选择60度 I'KR'1z 9  
    类型选择 Lambertian ({*.!ty  
    形状选择 Elliptical Gh>"s#+  
    ZkJY.H-F  
    波长选择默认默认波长 fMWXo)rzj  
    Power默认为1 watts ,m #@%fa  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm OU0xZ=G  
    vG'vgUo  
    ^U0apI  
    LED光源设定办法 <wIp$F.  
    qg_>`Bv"a  
    N&R '$w  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 5O;/ lX!u  
    jD&}}:Dj  
    U p]VU9z  
    波长设定,颜色选为绿色 =2ATqb"$w  
    UQC'(>.}  
    X}65\6  
    功率设定(在Power units选择Watts) b&hF')_UOz  
    Y-}hNZn"{  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane TE*>a5C|  
    ]1/W8z%  
    :ofE8]  
    创建平面探测器(plane) ,g<>`={kK+  
    @Z3[ c[D)9  
    ,iA2s i  
    z1}tC\9'%  
    6) 创建分析面 SdEb[  
    [*mCa:^  
    j`LT`p"9S  
    ve64-D  
    光线滤光器设置 `Cb<KAaCH  
    ^c;skV&S  
    7) 执行光线追迹 2vk8+LA(6  
    e!:?_z."  
    o'= [<  
    x~3>1Wr#M  
    #b]}cwd!  
    B?/12+sR  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 LyCV_6;D  
    @; j0c_^"!  
    H|(*$!~e  
    8) 优化设定 d~Z:$&r  
    #nMP (ShK  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 6):sO/es  
    =8VJ.{xy_e  
    RY'\mt"W2  
    ]UpHD.Of[t  
    YA8yMh*4D?  
    定义变量
    U4mh!  
    v J,xz*rc`  
    *YE IG#`  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) #h5Hi9LKf  
    ZRVF{D??"%  
    W4] 0qp`\  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) Y GcY2p<  
    Ff1M~MhG  
    9) 优化 JOE{&^j  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ;j Y'z5PH5  
    .q;RNCUt  
    n(F<  
    8xGkh?%  
    H 29 _ /  
    优化结束后会弹出如下报告 !gA^$(=:"  
    hTNYjXj  
    1<Ztk;$A  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 @v:ILby4-  
    D4x'  
    10) 光线追迹与结果分析 `A}{ I}xq  
    N?u2,h-  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    %y^ Kw  
    ?eg@ 7n  
    kY |=a  
    \2LA%ZU  
    优化后透镜的面型如下: #@OKp,LJ  
    透镜渲染效果
    Se]t;7j  
    `&&6-/  
     
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