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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 6bL"LM`s  
    9c5!\m1  
    本文您将会学到如下内容: 6IF|3@yD  
    透镜基本参数输入; *!u?  
    优化变量与评价函数设定; Hz4uZ*7\|  
     优化; ip5u_Xj ?  
     照度分析; vXPuyR<J  
    .xv ^G?GG  
    2. 操作流程 dt.-C_MO  
    S 1>Z6  
    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。 9XN~Ln@}  
    |2UauTp5yK  
    |\p5mh  
    2wOy}:  
    2) 创建透镜 c20|Cx2m  
    fbL!=]A*3  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens [xS5z1;  
    }@4| 7  
    v j@V !j?  
    >\-3P $  
    3) 输入透镜参数 y%g`FC   
    ,yi2O]5e>!  
    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; I! ITM<Z$l  
    #y`k$20"  
    'h:!m/1  
    \1khyF'  
    E#~2wqK  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ]J~g'">  
    Oylp:_<aT  
    4) 创建LED光源 pgfu+K7?w  
    <VgE39 [  
    $@4e(Zrmo  
    光源类型为Random plane ; `w(sXkeaI  
    光线数为10000; 6NKF'zh  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ~)!VV)  
    形状选为椭圆; 9/Q S0  
    c; d"XiA  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. \Em-.%c  
    半径选择60度 V'$oTZ`  
    类型选择 Lambertian yL4 -4  
    形状选择 Elliptical @%keTTZ  
    IM2/(N.%  
    波长选择默认默认波长 {)jk_&c7  
    Power默认为1 watts $/y%[ .  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm >T$7{ ~  
    ^K*~ <O-  
    FL~9</  
    LED光源设定办法 TyyRj4>  
    gtl;P_  
    ,$SkaTBe  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) ]s}aC9I  
    (#lm#?<)  
    012:BZR  
    波长设定,颜色选为绿色 aq$62>[  
    2@OBeR  
    E{?L= ^cU  
    功率设定(在Power units选择Watts) S@;&U1@h  
    FW5*_%J  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ]r]+yM|  
    V=Ww>  
    [_h.1oZp~  
    创建平面探测器(plane) >J?jr&i  
    )62q|c9F  
    +EQpD.  
    fjF!>Dy  
    6) 创建分析面 Rqt[D @;m  
    >zN" z)  
    kz3?j<  
    D'Jm!Ap  
    光线滤光器设置 [Ja(ArO3|[  
    4/ 0/#G#j  
    7) 执行光线追迹 &P{o{  
    O>kXysMv>  
    &3+1D1"y/  
    D6"~fjHh  
    Qj{$dqmDN  
    p,!fIx  
    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。 `,hW;p>-  
    7Q<Kha  
    wGZ>iLe:  
    8) 优化设定 @|jKO5Y  
    BvNl?A@]A  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 + 6i7,U  
    ktkn2Twa/  
    [w+yQ7P  
    9 kTD}" %2  
    Ki&WS<,0Z  
    定义变量
    sj?`7kg  
    u-]vK  
    !4DG P28  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) ym-lT|>Z  
    2D\x-!l/  
    Po2_ 0uX  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) HMl!?%%  
    wliGds  
    9) 优化 oP 6.t-<dU  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 v^FV t  
    GF$rPY[  
    "\wDS2M)  
    @1`W<WP  
    ;p?42rCIcl  
    优化结束后会弹出如下报告 JI{OGr  
    ,E n(gm  
    /*mFP.en  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 zyQ,unu  
    {+9^PC_hm;  
    10) 光线追迹与结果分析 rH [+/&w5  
    UpE1PLZlB  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    v#T?YK  
    Wme1Uid  
    Q0[CH~  
    ~{3o(gzl  
    优化后透镜的面型如下: 6qmo ZAg  
    透镜渲染效果
    `W.vW8 !#  
    9~Y)wz  
     
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