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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 6(J4IzZ  
    24jtJC,7  
    本文您将会学到如下内容: >'}=.3\  
    透镜基本参数输入; Vl 19Md  
    优化变量与评价函数设定; {s8U7rmML  
     优化; 7{An@hNh  
     照度分析; B?#kW!wj  
    :K^gu%,&$  
    2. 操作流程 "7yNKO;W  
    JpxbB)/  
    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。 5`E`Kb+@  
    h^A3 0f_x  
    Z<ajET`)  
    gM3]%L_  
    2) 创建透镜 Ob8B  
    WfRfx#MMt  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ;;?vgrz  
    Cx+WLD  
    )W`SC mr]  
    ?AnjD8i  
    3) 输入透镜参数 wMz-U- z  
    p`:*mf  
    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; 8wII{FHX  
    SY'2A)  
    ^KkRF":  
    a(@p0YpKT  
    Zn@W7c,_I  
    将第二面的圆锥系数改为-1 !.3R~0b  
    T3Frc ]6,4  
    4) 创建LED光源 [6; N3?+  
    s !#HZK  
    ?h!t$QQ!M  
    光源类型为Random plane ; ,\o<y|+`S  
    光线数为10000; T~%H%O(F  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; BrJ o!@<  
    形状选为椭圆; Z&FkLww  
    OGJ=VQA  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. [dj5 $l|  
    半径选择60度 X"[dQ_o  
    类型选择 Lambertian 6ORY`Pe7P|  
    形状选择 Elliptical Mlv<r=E  
    =s'XR@  
    波长选择默认默认波长 4E=0qbt8  
    Power默认为1 watts Mo}H_8y  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm L 42|>%uo  
    8FzHNG  
    r8uqcKfU  
    LED光源设定办法 G HD^%)T5^  
    Ag0]U  
    9W*.lf  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) Z-)[1+Hs  
    $]@O/[  
    b'velj3A  
    波长设定,颜色选为绿色 'nRp}s1^[  
    `gBD_0<T7  
    ;rd6ko  
    功率设定(在Power units选择Watts) ,>;!%Ui/p  
    2B7h9P.NB  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane GR,J0LT   
    fNkuX-om  
    XQ]`&w(  
    创建平面探测器(plane) >']+OrQH  
    BlXX:aZv  
    a{h%DpG  
    u(W^Nou/+  
    6) 创建分析面 KNy`Lj)VPY  
    R0%?:! F  
    Oqpp=7  
    >DL/ ..  
    光线滤光器设置 81Z4>F:  
    U.: sK*  
    7) 执行光线追迹 Fse['O~  
    #wF1  
    j"5Pe  
    lLH$`Wnv  
    EYG"49 c  
    2G?$X?  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 b\?3--q  
    [*Q-nZ/L  
    kl" ]Nw'C  
    8) 优化设定 LZ{YmD&6]  
    {VR`;  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 yz ?q(]  
    80Ag  
    L[rpb.'FG  
    Ls]@icH0  
    gI)u}JX  
    定义变量
    G*B$%?n  
    W6vf=I@f  
    )R~aA#<>  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) I~)cYl:|G  
    \^LWCp,C"  
    tw=K&/@^O  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) y_*n9 )Ct  
    !i^]UN   
    9) 优化 >8|+%pK8<  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 402x<H  
    Txo@ U  
    l7z 6i*R  
    GMb(10T`  
    6UlF5pom  
    优化结束后会弹出如下报告 M ?*Tf&  
    ;|<(9u`  
    ,t1vb3  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 bj}=8k0  
    <c+K3P'3?  
    10) 光线追迹与结果分析 G+VD8]!K1  
    ,)zt AFn=  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    0 " y%9  
    JS!*2*Wr  
    \5~;MI.Sq  
    dAL3.%  
    优化后透镜的面型如下: ?g3 ]~;#  
    透镜渲染效果
    ]9*;;4M g  
    'a#mViPTQ)  
     
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