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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 ,&LGAa  
    e=Q{CsP  
    本文您将会学到如下内容: '8c-V aa  
    透镜基本参数输入; _ q^JjR  
    优化变量与评价函数设定; Q tl!f  
     优化; % U|4%P  
     照度分析; \<%?=C'w~  
    -'uz%2 {  
    2. 操作流程 s >7(S%#N  
    [!YSW'  
    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。 (%)<jg1  
    LvW7>-  
    zRFvWOxC\  
    ]5+<Rqdbg  
    2) 创建透镜 /3o@I5  
    &5n0J  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens MNocXK  
    tr<0NV62>  
    eT@, QA(3  
    cIg+^Tl  
    3) 输入透镜参数 w">-r}HnJ  
    v4VP7h6uD)  
    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; w0,rFWS  
    "f4atuuXa  
    sEx`9_oZ  
    PDhoCAh !  
    *eAzk2  
    将第二面的圆锥系数改为-1 dPmNX-'7  
    %YwIR.o  
    4) 创建LED光源 Cn.x:I@r  
    O[^u<*fi{  
    mH 9_HK.C  
    光源类型为Random plane ; ^gY3))2_  
    光线数为10000; HB9|AQ4K  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; J'@`+veE  
    形状选为椭圆; Qn`Fq,uvL  
    Yl"l|2 :  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. !T~C=,;  
    半径选择60度 oNp(GQ@0  
    类型选择 Lambertian Mcqym8,q|3  
    形状选择 Elliptical qx`)M3Mu|<  
    LIfYpn6  
    波长选择默认默认波长 2Z7r ZjXW  
    Power默认为1 watts xnPi'?A]  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm !c;BOCqa  
    h5}:>yc  
    Kq;s${ |G  
    LED光源设定办法 Bb*P);#.K  
    4(TR'_X(  
    %)sG 34  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) Kd;)E 9Ti  
    {v U;(eN  
    XG01g3  
    波长设定,颜色选为绿色 ?(>fB2^  
    #9(L/)^  
    [)t1"  
    功率设定(在Power units选择Watts) .a7!*I#g  
    abkt&981K+  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane HD153M,  
    g @qrVQv  
    @h!nVf%fe  
    创建平面探测器(plane) G }U'?p  
    E{xcu9  
    OtZc;c  
    l 1eF&wNC  
    6) 创建分析面 UflS`  
    UzT"Rb:e  
    6Ej.X)~'K  
    Z^O_7I<5E  
    光线滤光器设置 cCO2w2A[*  
    lC'U3Q&  
    7) 执行光线追迹 vY2^*3\<D  
    \&b1%Asyz  
    UQ}#=[)2e  
    9_xJT^10  
    a}[ 1*_G  
    4N8(WI"4S  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 uO5y{O2W  
    u_jhmKr~  
    9}jezLI/3  
    8) 优化设定 +{au$v}  
    #b94S?dq  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 J4#rOS  
    $$e"[g  
    B3'-:  
    m#`1.5%  
    T':} p2}w+  
    定义变量
    >8.o  
    {3eg4j.Z  
    }fh<LCwTi  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) ,dXJCX8so  
    L&hv:+3N  
    0$=w8tP)  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) &*# Obv  
    +{L=cWA"  
    9) 优化 RiiwsnjC  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 7~!F3WT{  
    #D-Ttla  
    pB'{_{8aA  
    |OBh:d_B]  
    ;S+]Z!5LT  
    优化结束后会弹出如下报告 ,vB~9^~  
    vJ{aBx`VS  
    %gEgp Jd  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 8:fq!m  
    c0QKx=  
    10) 光线追迹与结果分析 Hv-f :P O  
    )jGB[s";)y  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    .O6(QI*  
    fVz0H1\J&  
    *;[g Ga~  
    yR1v3D4E  
    优化后透镜的面型如下: A5go)~x\  
    透镜渲染效果
    *AJYSa,z  
    "Pa  y2  
     
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