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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 Oi<yT"7  
    Q2[; H!"  
    本文您将会学到如下内容: ?!y<%&U  
    透镜基本参数输入; !cW!zP-B*p  
    优化变量与评价函数设定; **JBZ\'  
     优化;  "3/&<0k  
     照度分析; -\n%K  
    <iB5&  
    2. 操作流程 yxAy1P;dX  
    nF$HWp&gt  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 J";4+wA7  
    q _Z+H4  
    )Z)Gb~G  
    ~*x 2IPi H  
    2) 创建透镜 nJ h)iQu  
    in6*3C4  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens gloJ;dE B  
    6V*,nocL_+  
    N(V_P[]"*,  
    T^vhhfCUr  
    3) 输入透镜参数 :Iuc H%6V  
    OX%#8Lx  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; RFoCM^  
    M.+h3<%^  
    _ s*p$/V\  
    Cz &3=),G  
    E^A S65%bL  
    将第二面的圆锥系数改为-1 [:uHe#L  
    Ec@cW6g(%  
    4) 创建LED光源 %%N T m  
    F?[1 m2  
    \&b 9  
    光源类型为Random plane ; [S1 b\f#  
    光线数为10000; 5RAhm0Op~.  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Em !%3C1r  
    形状选为椭圆; p6V#!5Q  
    m'QG{f  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. V~p01f"J  
    半径选择60度 x-]:g&5T  
    类型选择 Lambertian FPH2dN  
    形状选择 Elliptical 8i5S }  
    6l[ v3l"t  
    波长选择默认默认波长 '~ H`Ffd.  
    Power默认为1 watts \Y>b#*m(4  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm n}t 9Nf_  
    eL~3CAV{  
    b b.UtoPz  
    LED光源设定办法 7F2 RH 8)  
    1wFW&|>1  
    T*%rhnTv0  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) <bb!BS&w  
    TgaxZW  
    H6{Bx2J1*  
    波长设定,颜色选为绿色 K_~kL0=4  
    OGIv".~s4  
    DP0@x+`k  
    功率设定(在Power units选择Watts) 1DcX$b  
    OTE,OCB[  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 6 &0r/r  
    j#~~_VA~  
    ]A5Y/dd  
    创建平面探测器(plane) #/o~h|g  
    Xdx8HB@L  
    ~^jPE)  
    U[02$gd0l  
    6) 创建分析面 ~TsRUT  
    {kw% 7}!  
    :"MHmm=uU8  
    }Nd1'BVf  
    光线滤光器设置 G%FZTA6a  
    Le:C8^  
    7) 执行光线追迹 ' tY(&&  
    DH%PkGn  
    q&J5(9]O|L  
    #>("(euXMF  
    vi *A 5  
    n1{[CCee@  
    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。 3qn_9f]  
    l)*(UZ"  
    %~x?C4L8  
    8) 优化设定 }6!/Nb  
    *Z^`H!&  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 '?| 1\j  
    |=*)a2  
    C1e@{>  
    `-.2Z 0  
    ||>4XDV#  
    定义变量
    | bRU=dg  
    r'j88)^  
    NS2vA>n8R  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) IycZ\^5*-  
    g i6s+2  
    {'tfU  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 5{k,/Z[L  
    \ c4jGJ  
    9) 优化 P*BRebL:  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 6ICW>#fI`  
    N-?5[T"  
    4pf@.ra,  
    't}\U&L.{  
    lUB?eQuN_  
    优化结束后会弹出如下报告 \.}T_,I  
    /uX*FZ  
    Y4 HN1  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 8 E\zjT!#\  
    Lo1ySLo$G  
    10) 光线追迹与结果分析 I2WP/  
    tRJ5IX##L  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    =DJ:LmK  
    0S$k;q  
    pQBn8H|Y  
    UjQz   
    优化后透镜的面型如下: \/YRhQ  
    透镜渲染效果
    Z8ea)_ {#  
    17Cb{Q  
     
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