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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 @XVTU  
     3CJwj  
    本文您将会学到如下内容: nP$9CA  
    透镜基本参数输入; d'2A,B~_*  
    优化变量与评价函数设定; DI%saw  
     优化; H>C=zo,oiC  
     照度分析; |g~ZfnP_%  
    8_F1AU? u  
    2. 操作流程 Q.[0ct  
    (#'>(t(4  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 3sk9`=[{$  
    K%d&EYoW]  
    =QsYXK7Mn4  
    :pUtSs7p}  
    2) 创建透镜 h$*!8=M  
    `2snz1>!j  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens u4j5w  
    h\e.e3/  
    $u.z*b_yy  
    1"g<0 W  
    3) 输入透镜参数 |^aKs#va  
    $C\BcKlmv  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; 7L??ae  
    Vc2`b3"Br  
    A's{j7  
    Ned."e  
    =}*0-\QG  
    将第二面的圆锥系数改为-1 Uv.)?YeGh  
    pUTr!fR  
    4) 创建LED光源 "fI6Cpc  
    grYe&(`X  
    r,udO,Yi=c  
    光源类型为Random plane ; w@b)g  
    光线数为10000; yw!{MO  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Fp:'M X  
    形状选为椭圆; E3i4=!Y  
    w &(ag$p'  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. _^;Z~/.  
    半径选择60度 FtZ?C@1/  
    类型选择 Lambertian Ei|\3Kx  
    形状选择 Elliptical yLGRi^d#  
    q@&6#B  
    波长选择默认默认波长 xmX 4qtAL  
    Power默认为1 watts /mMV{[  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm '7/)Ot(  
    :t[_:3@  
    ,>M[@4`,U  
    LED光源设定办法 g :OI  
    74u&%Rj  
    Kgv T"s.  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) O=lzT~G|4  
    %RVZD#zr  
    9z0p5)]n>  
    波长设定,颜色选为绿色 a}d@ T  
    4JEpl'5^Q  
    [e q&C_|D  
    功率设定(在Power units选择Watts) "8/,Y"W"  
    !W\+#ez  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane dI2 V>vk  
    -} +[  
    mR~&)QBP.  
    创建平面探测器(plane) CAe!7HiR  
    z{6Z 11|  
    omFz@  
    ?5p>BER?  
    6) 创建分析面 >usL*b0%  
    ZC ?Xqp  
    >sF)Bo Lc  
    BWNi [^]  
    光线滤光器设置 83m3OD_y  
    .VqhV  
    7) 执行光线追迹 \^LFkp  
    KXrjqqXs  
    5^cCY'I  
    >ef6{URy<  
    Fcx&hj1gQ  
    [KQi.u  
    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。 jo7\`#(Q  
    o4;(Zi#Z  
    vX>)je5#  
    8) 优化设定 b$7 +;I;  
    %xW"!WbJ|  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 >_TZ'FT  
    ,+VGSd  
    > !JS:5|  
    DDZ@$L!  
    q)GdD==  
    定义变量
    ^Pf WG*  
    m~|40)   
    RFGffA&  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) @iiT<  
    +_!QSU,@  
    @W<m 4fi  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) VUc%4U{Cti  
    RCrCs  
    9) 优化 =M1I>  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 B?QIN]  
    #mT"gs  
    UG^q9 :t  
    Iv *<L a  
    "Q<MS'a  
    优化结束后会弹出如下报告 PnTu  
    =I<R!ZSN  
    SM '|+ d  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 0Gk<l{o?^  
    .}t e>]A*  
    10) 光线追迹与结果分析 e.>P8C<&  
    ]'cs.  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    x2EUr,7  
    .`lCWeHN  
    %>yL1BeA4  
    Gt1U!dP  
    优化后透镜的面型如下: R-:2HRaA  
    透镜渲染效果
    s7<AfaJPF  
    /z!%d%"  
     
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