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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 xxu  
    ed q,:  
    本文您将会学到如下内容: h5@G eYda  
    透镜基本参数输入; 6ABK)m-y  
    优化变量与评价函数设定; Wvr{l  
     优化; X^ Is-[OvE  
     照度分析; %?PFe}  
    &R%'s1]o  
    2. 操作流程 87 s*lS  
    P$z_A8}  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 g5@g_~ g  
    R03 Te gwA  
    Y!CUUWM  
    '&![h7B  
    2) 创建透镜 LjBIRV7  
    -U=Ci  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens "GK9Y  
    U;MXiE3D  
    )?$[iu7 s  
    r!2U#rz  
    3) 输入透镜参数 z~ C8JY:  
    ;Y^'$I2fR#  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; R2Fjv@Egk  
    8#7qHT;cx  
    06S R74  
    f_jhQ..g<g  
    3x0t[{l  
    将第二面的圆锥系数改为-1 @vt.Db  
    Ku75YFO,5  
    4) 创建LED光源 /D&&7;jJ  
    I x%>aee  
    pUXoSnIq:  
    光源类型为Random plane ; U-I,Q+[C[^  
    光线数为10000; @b,Az{EH  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 3#>W\_FY*D  
    形状选为椭圆; !#c'| *k  
    Jay"  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. `5IrV&a  
    半径选择60度 vQljxRtW  
    类型选择 Lambertian ?;ok9Y  
    形状选择 Elliptical %y6(+I #P  
    ;miif  
    波长选择默认默认波长 lT|Gkm<G  
    Power默认为1 watts c1yRy|  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm @AEH?gOX  
    aOwjYl[?p  
    :R Iz6Tz  
    LED光源设定办法 8W\yM;'  
    hx:q@[ +J/  
    }Kp!,  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) mM,HMrgLqK  
    }KI/fh  
    r/j:A#6M]o  
    波长设定,颜色选为绿色 =yf) Z^  
    q!$s<n  
    m\6/:~qWW  
    功率设定(在Power units选择Watts) lG7PM^Eb  
    tVAi0`DV  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane  w4U,7%V  
    AW]\n;f  
    D'g,<-ahl  
    创建平面探测器(plane) v675C#l(  
    .XJ'2yKof  
    6 c_#"4  
    UMoj9/-  
    6) 创建分析面 Q(bOar5  
    Q^(CqQo!<  
    ^_WR) F'K  
    7Sx|n}a-3  
    光线滤光器设置 Jo5Bmh0  
    0:$ }~T9T  
    7) 执行光线追迹 tT}b_r7h(1  
    :o s8"  
    @ ^{`!>Vt  
    ~g{j)"1  
    ;c!> =  
    PG&t~4QM`  
    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。 nip6|dN  
    5,"c1[`-  
    RM;a]g*  
    8) 优化设定 VOEV[?>ss  
    xfYKUOp/  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 1'~Xn 4 f  
    $*#a;w7\C  
    a-{|/ n%  
    d^C@5Pd <  
    U,Z\)+-R  
    定义变量
    -DI >O/  
    }`uyOgGg*  
    6"&cQ>$xh  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) W$4$%r8  
    $ev+0m_  
    O~3 A>j  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) B7%K}|Qg  
    1oQw)X  
    9) 优化 0AQ azhm  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 2W,9HSu8  
    giakEPl  
    l6  G6H$  
    rzf Lp  
    U=Ps#  
    优化结束后会弹出如下报告 s<I)THC  
    $vs],C"pX  
    GA^hev  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 tFmB`*!%  
    N!+=5!  
    10) 光线追迹与结果分析 uNyU]@R<W  
    w1/QnV  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    c4H6I~2Na  
    \5ls <=S.  
    z|#*c5Y9w  
    m<CrkKfpG  
    优化后透镜的面型如下: jPWONz(#  
    透镜渲染效果
    67j kU!  
    @ {/)k%U  
     
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