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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 NcuZw?  
    7Gos-_s  
    本文您将会学到如下内容: b}f#[* Z  
    透镜基本参数输入; Fm{/&U^  
    优化变量与评价函数设定; (Yv)%2  
     优化; Iu)76Y@=5=  
     照度分析; KTmduf7DL  
    2!w5eWl,  
    2. 操作流程 Tc3~~X   
    ~!Ar`= [  
    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。 7A@iu*t  
    u%s@B1j  
    E7CeE6U  
    AZHZUd4  
    2) 创建透镜 #A:+|{H"  
    mY'c<>6t  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens pA%Sybw+  
    t_+Xt$Q7C  
    7GFE5>H  
    6-+q3#e  
    3) 输入透镜参数 `\pv^#5HV9  
    p'fD:M:  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; T, z80m}  
    rsGQ :c  
    ]zt77'J  
    p$:ERI  
    fDzG5}i  
    将第二面的圆锥系数改为-1 =.Hq]l6+  
    A><q-`bw  
    4) 创建LED光源 rD?G7l<~>_  
    !#[=,'Y  
    ;Pd nE~  
    光源类型为Random plane ; [#3*R_#8R  
    光线数为10000; 6!;eJYj,  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; #J): N  
    形状选为椭圆; aQTISX;  
    |GLh|hr  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ]}za  
    半径选择60度 *pP&$!bH%  
    类型选择 Lambertian N+3]C9 2o  
    形状选择 Elliptical YR? ujN  
    h't! 1u  
    波长选择默认默认波长 s-[v[w'E  
    Power默认为1 watts @L/p  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm x&4gy%b  
    5X1z^(   
    )/{zTg8$?/  
    LED光源设定办法 }NgevsV>;  
    I%Yeq"5RB  
    KccIYn~  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) Hdxon@,+cd  
    Gkr?M^@K  
    *]#(?W.$w  
    波长设定,颜色选为绿色 &&s3>D^Ta  
    # ^q87y  
    4F=cER6l  
    功率设定(在Power units选择Watts) vS1#ien#  
     nPRv.h  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane rFLm!J]  
    g-8D1.U  
    !$Whftg  
    创建平面探测器(plane) Tfow_t}\  
    ] i:WP2  
    s)BB(vQ]6  
    R[vA%G  
    6) 创建分析面 ;Im%L=q9GL  
    98ot{+/LK  
    sL",Ho  
    t E(_Cg  
    光线滤光器设置 4 >`2vb  
    (O-.^VV  
    7) 执行光线追迹 |EZ\+!8N:{  
    $)v`roDD.  
    O =gv2e  
    }v4T&/vt-  
    kb~;s-$O`s  
    r- 8fvBZ5  
    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。 EN-;@P9;C  
    m4_ZGjmJM  
    VBq|j"o0"  
    8) 优化设定 5D6 ,B  
    MG-#p8  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 M;j)F  
    4r tNvf5`  
    pZ)N,O3  
    M"s+k  
    ?8!\VNC.  
    定义变量
    G/N1[)  
    ! z6T_;s  
    wB+X@AA  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) yN{TcX  
    {v,NNKQ4x  
    XP^[,)E  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) .r~M7 I  
    HB*H%>L{"B  
    9) 优化 QX$3"AZ~  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 =:*2t  
    cq"#[y$r  
    "_ H 9]}Q  
    2?nEHIUT  
    ]{ir^[A6  
    优化结束后会弹出如下报告 cD ?'lB-  
    j@.^3:  
    LV@tt&|N  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 !g4u<7  
    k!py*noy  
    10) 光线追迹与结果分析 6PT"9vR`)  
    2" u,f  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    B^@X1EE  
    Ya;y@44  
    j:7AVnt  
    rGlnu.mK^  
    优化后透镜的面型如下: >e!Y63`  
    透镜渲染效果
    C."\ a_p  
    ?N=`}}Ky-  
     
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