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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 {7pli{`  
    \.}c9*)  
    本文您将会学到如下内容: uvS)8-o&F  
    透镜基本参数输入; ] }X  
    优化变量与评价函数设定; ,"0 :3+(8;  
     优化; ,v}k{( 16{  
     照度分析; ]J]h#ZHx  
    M"To&?OI  
    2. 操作流程 l9H!au=  
    +qdEq_ m  
    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。 Uoix  
    >c}u>]D  
    < FAheE+  
    YZJyk:H\  
    2) 创建透镜 2I{"XB  
    W=4FFl[  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens mRK>U$v  
    dUdT7ixo  
    J9S>yLQK  
    f6"Z'{j  
    3) 输入透镜参数 \z} Ic%Tp  
    f(7GX3?  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; *}W_+qo"  
    bi;1s'Y<D  
    "tpSg  
    ht}wEvv  
    ?!/kZM_ts  
    将第二面的圆锥系数改为-1 B4 }bVjs  
    IV)j1  
    4) 创建LED光源 zT-_5uZQ  
    KJZ4AWH`  
    ,5<Cd,`*  
    光源类型为Random plane ; BTrn0  
    光线数为10000; l%i+cOD  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ;  %D "I  
    形状选为椭圆; Dv`c<+q(#  
    D^;Uq8NDKq  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. A&jlizN7  
    半径选择60度 R ViuJ;  
    类型选择 Lambertian @7n"yp*"  
    形状选择 Elliptical !jR=pIfq  
    uY'HT|@:{  
    波长选择默认默认波长 NQ2E  
    Power默认为1 watts ;,e2egC'  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm )w%!{hn  
    7Hu3>4<  
    3sZ\0P}   
    LED光源设定办法 r]36z X v  
    E-g_".agO  
    Thit  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) jo@J}`\Zt  
    iAU@Yg`pt  
    Xla~Yg  
    波长设定,颜色选为绿色 8)I^ t81  
    GR32S=\  
    0{R=9wcc  
    功率设定(在Power units选择Watts) |ZBI *  
    lHX72s|V  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane i~J'%a<Qp  
    AYx{U?0p  
    N87B8rDl  
    创建平面探测器(plane) B^9j@3Ux  
    ?6Y?a2 |  
    3m)y|$R  
    | Xy6PN8  
    6) 创建分析面 M =r)I~  
    s->^=dy  
    }vM("v|M  
    J/*`7Pd  
    光线滤光器设置 IO-Ow!  
    4r}8lpF_(  
    7) 执行光线追迹 | %Vh`HT  
    ea')$gR  
    I2 P@L?h  
    [q #\D  
    ixD)VcD-f  
    'Qe;vZ31K  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 04=c-~&q  
    E~oOKQ5W  
    ]?[fsdAQW  
    8) 优化设定 X}\:_/  
    d-dEQKI?;  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 0:Ol7  
    9-*uPK]m9  
    &KRX[2  
    Y/zj[>  
    j8lb~0JD  
    定义变量
    #O dJ"1A|  
    yaH Zt`Y  
    B_m8{44zM  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) OpYY{f  
    W9GVt$T7  
    pcWPH.  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) `RL"AH:+  
    w&T9;_/  
    9) 优化 @2 fg~2M1  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 q5)O%l!  
    5"O.,H}  
    W|63Ir67  
    x+@rg];m  
    ,1o FPa{?  
    优化结束后会弹出如下报告 uk<9&{  
    o:Sa, !DK  
    #'9HU2  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 :!!at:>  
    ?+}_1x`  
    10) 光线追迹与结果分析 Y glmX"fLf  
    2!=f hN  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    E#N|w q  
    l]l'4@1   
    5taT5?n2  
    .jWC$SVR  
    优化后透镜的面型如下: n]o<S+z  
    透镜渲染效果
    L>4"(  
    68WO~*  
     
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