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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 F=1 #qo<?  
    T>rmm7F  
    本文您将会学到如下内容: 7_76X)gIV  
    透镜基本参数输入; vB_3lAJt@  
    优化变量与评价函数设定; :ZIa   
     优化; Ue >]uZ|  
     照度分析; @=dv[P" jn  
    p8%qU>~+4  
    2. 操作流程 Y'i yfnk  
    6{1=3.CL  
    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。 O=RS</01!  
    j_N<aX  
    I@/ G#3Zr  
    pQ:^ ziwa3  
    2) 创建透镜 .G!xcQ`?  
    u*)/e9C  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens }" vxYB!h3  
    *0!p_Hco  
    J~]@#=,v  
    =N\; ?eF(  
    3) 输入透镜参数 1?FG3X 5  
    jL"V0M]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; :!oJmvy  
    yef\Y3X  
     c2M  
    EXr2d"  
    ^py=]7[I  
    将第二面的圆锥系数改为-1 0HoHu*+FX  
    /)Cfm1$ic  
    4) 创建LED光源 [_(J8~ va  
    .c+U=bV-  
    },l i'r#p  
    光源类型为Random plane ; )0exGx+:  
    光线数为10000; O?Bf (y  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Bc"MOSV0  
    形状选为椭圆; F8?2+w@P  
    Mu[lk=jC  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. M8X6!"B$Y  
    半径选择60度 .b3h?R*&  
    类型选择 Lambertian [q2:d^_FA  
    形状选择 Elliptical u NyN[U  
    OA&'T*)-A6  
    波长选择默认默认波长 F~ 5,-atDM  
    Power默认为1 watts )-)rL@s.  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm x:MwM?  
    5 :IDl1f5  
    yogavCD9b/  
    LED光源设定办法 $45|^.b  
    8>e YM  
    7s?#y=M  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) < bC'.m  
    r{R<J?Y  
    &S{r;N5u  
    波长设定,颜色选为绿色 @^UgdD,BS,  
    KSchgon0V  
    6~%><C  
    功率设定(在Power units选择Watts) 1DB{"8ov  
    l!x+K&  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane &>Ve4!i q  
    UXBWCo;-  
    kJ5z['4?  
    创建平面探测器(plane) .8|wc  
    p6<JpW5@_  
    $WIVCp  
    ?0/$RpFEM#  
    6) 创建分析面 YQN:&Cls  
    hAf/&yA@  
    i|1*bZ6'  
    *0>`XK$mWo  
    光线滤光器设置 /Y y)=~t{  
    (a_bU5)  
    7) 执行光线追迹 ?4R%z([X7  
    ruGJZAhIA^  
    A,_O=hA2I  
    0!3. .5==  
    n\((#<&  
    =6dAF"b)  
    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。 IQO|)53)  
    dBd7#V:}yV  
    4}m9,  
    8) 优化设定 3LETzsJ  
    [y9a.*]u/@  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 VEh9N  
    (s;W>,~q  
    DSwb8q  
    @. -S(MNR  
    @6'~RD.  
    定义变量
    `Jc/ o=]  
    IADHe\.  
    OWewV@VXR  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) W\zZ&*8$  
    P'qBqx[  
    (U&  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) <rE>?zvm  
    ]_h 3  
    9) 优化 _ARG "  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 BEaF-*?A  
    ?) y}HF  
    R#hy2kA  
    /3aW 0/^o  
    T9V=#+8#"  
    优化结束后会弹出如下报告 ! eZls  
    ni2#20L  
    ]Kq<U%x$  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 <{cY2cx~3  
    7zH2dqrj  
    10) 光线追迹与结果分析 G"?7 Z&+  
     C^"zU>W_  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    $"vz>SuB  
    1+Gq<]@G  
    YjDQ`f/  
    ,7j8+p|},  
    优化后透镜的面型如下: YAc:QVT87  
    透镜渲染效果
    hP+4{F*}-  
    .JLJ(WM  
     
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