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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 rAs,X  
    X=Ys<TM,  
    本文您将会学到如下内容: 7zHh@ B:]  
    透镜基本参数输入; 6_d.Yfbq  
    优化变量与评价函数设定; {}QB|IH`  
     优化; :=8t"rO=W  
     照度分析; J?Dq>%+ ^  
    m=:4`_0Q  
    2. 操作流程 a)S+8uU  
    e"'#\tSG  
    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。 /DqLrA  
    &Ch#-CUE/  
    2*N_5&9mE  
    Q>R>R*1.j  
    2) 创建透镜 Ov UI@,Ef  
    AgRjr"hF*e  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ,_X /Gb6)  
    ^-rfvc  
    jMbC Y07v  
    Rb%%?*|  
    3) 输入透镜参数 $&"V^@  
    52b*[tZ  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; t9Y=m6  
    <)\y#N  
    KAsS [  
    0b/WpP  
    &f7fK|}  
    将第二面的圆锥系数改为-1 0vVV%,v  
    [tg^GOf '  
    4) 创建LED光源 rz"txN  
    f+|$&p%  
    M @3"<[g  
    光源类型为Random plane ; N<Q jdD&  
    光线数为10000; H*bs31i{  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ?%VI{[y#>  
    形状选为椭圆; M;0]u.D*=  
    yA)(*PFz  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. >yXN,5d[  
    半径选择60度  .AYj'Y  
    类型选择 Lambertian zNY)'  
    形状选择 Elliptical `xz<>g9e  
    TZt jbD>B  
    波长选择默认默认波长 avy"r$v_&  
    Power默认为1 watts Wd0 [%`dq  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm _DrJVC~6@  
    K"u NxZ  
    McoK@q ;  
    LED光源设定办法 {CR5K9  
    7HVZZ!>~  
    gORJWQv  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 8scc%t7  
    'kYwz;gp  
    =C L} $_  
    波长设定,颜色选为绿色 gPu2G/Y  
    S,U Pl}KF  
    uNn[[LS  
    功率设定(在Power units选择Watts) `)qVF,Z}  
    bsd99-_(4  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ?88`fJ@tk?  
    * ,v|y6  
    VdP`a(Yd;  
    创建平面探测器(plane) 5@hNnh16  
    @Kf_z5tm:  
    |ou b!fG4  
    c*`>9mv  
    6) 创建分析面 []0mX70N  
    Fb/XC:AD  
    ZhNdB  
    SxK:]Aw  
    光线滤光器设置 ~2d:Q6  
    ?:|-Dq,  
    7) 执行光线追迹 BYY RoE[P  
    ? <Y+peu  
    ~Ph\Sbp  
    c}[+h5  
    kz"3ZDR  
    J(#mtj>v_  
    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。 V:/7f*n7  
    #{9G sD  
    m^_6:Q0F!8  
    8) 优化设定 ubu?S%`  
    'a^{=+  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 G pbC M~x  
    BZb]SoAL  
    [TF8'jI0  
    h;V,n  
    [ BT)l]  
    定义变量
    @<M*qK1h  
    hI pKJ&hm  
    $T<}y_nHl  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) okq[ o90  
    FuX 8v  
    -Q;#sJ?  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) CzV(cSS9-  
    [!^-J}^g~\  
    9) 优化 0)9"M.AIvo  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ?3Ij*}_O2  
    \n9A^v`F/  
    Px5t,5xT8  
    l{ex?  
    7n)&FX K`  
    优化结束后会弹出如下报告 A=Dhod  
    VGw(6`|!  
    h{ lDxOH*  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 WxbsD S;  
    9kKnAf4Z  
    10) 光线追迹与结果分析  n i  
    IMQ]1uq0$  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    [oc~iDx%W  
    `\<37E\N}  
    Je4Z(kj 0  
    xx*2?i  
    优化后透镜的面型如下: BO.dz06(Rw  
    透镜渲染效果
    v&g0ta@  
    Ni*Wz*o  
     
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