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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 FHztF$Z  
    b\6 )whh  
    本文您将会学到如下内容: #h,7dz.d  
    透镜基本参数输入; }"} z7Xb0  
    优化变量与评价函数设定; F; upb5  
     优化; nsT]Yxo%M  
     照度分析; |gXtP-  
    E`E$ }iLs  
    2. 操作流程 $}&r.=J".  
    7RXTQ9BS  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 g)Ep'd-w"  
    -dRnozs6W  
    !-G'8a|7  
    GCrIa Z  
    2) 创建透镜 )q.Z}_,)@  
    ceiUpWMu,  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens [^N8v;O  
    NxOiT#YH  
    01N]|F:  
    GUX! kj  
    3) 输入透镜参数 ]V*ku%L0  
    @B.;V=8wJ  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; ? PIq/[tk  
    ';H"Ye:D=7  
    }Iyr u3M][  
    t1LIZ5JY  
    3o).8b_3g  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ioIOyj  
    M<Gr~RKmAn  
    4) 创建LED光源 ~Onj| w7  
    Fe:M'.  
    0LX"<~3j  
    光源类型为Random plane ; @k< e]@r  
    光线数为10000; =O~ J  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; q,e{t#t  
    形状选为椭圆; 1/ZvcdYB  
    Z.Otci>J  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ^*6So3  
    半径选择60度 Yg @&@S]  
    类型选择 Lambertian .,-,@ZK  
    形状选择 Elliptical oK-T@ &-  
    WO}l&Q  
    波长选择默认默认波长 B #[UR Z9S  
    Power默认为1 watts Y 6NoNc]h  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm Nu/D$m'PY  
    fG *1A\t]  
    tEU}?k+:j)  
    LED光源设定办法 \hlQu{q.  
    Gky e  
    |E& F e8  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 7@[HRr  
    xH,D bAC;  
    -dj9(~?^  
    波长设定,颜色选为绿色 v?BVUH>#9  
    Fi7G S;  
    2s^9q9NS"  
    功率设定(在Power units选择Watts) `.MY" g9  
    jY~W*  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane +*I'!)T^B  
    U~;Rzoe)q*  
    miWPLnw=L  
    创建平面探测器(plane) <yoCW?#  
    V`ODX>\  
    |b BA0.yS  
    v?s]up @@h  
    6) 创建分析面 MD"a%H#p  
    b]-~{' +  
    NmH1*w<A  
    *btLd7c%  
    光线滤光器设置 "8.to=Lx  
    !Q/%N#  
    7) 执行光线追迹 ;s^br17z~  
    4R c_C0O  
    B% ]yLJ  
    IIn sq  
    FnZMW, P  
    Hm>7|!  
    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。 tom1u>1n  
    +#B4Z'nT  
    [Iwb7a0p  
    8) 优化设定 0h3 -;%  
    tny^sG/'  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 hc2AGeZr  
    $!'S7;*uW  
    W[$GB_A)  
    3d1$w  
    UY ^dFbJ  
    定义变量
    4!q4WQ ;  
    ~x(1g;!^  
    Y%OJ3B(n|  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) nDFF,ge;a#  
    @W_=Z0]  
    6'F4p1VG*I  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) `wMHjcUP  
    "X[sW%# F  
    9) 优化 V(?PKb-w)  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 5PcN$r"P  
    <n+]\a97*  
    #NvL@bH  
    F2N)|C<  
    !vrdu OB  
    优化结束后会弹出如下报告 hoj('P2a#n  
    8E/wUN,Lxj  
    hja;d1yH  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 <[oPh(!V  
    u%s@B1j  
    10) 光线追迹与结果分析 'Nqa=_<WW  
    !{WIN%O  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    doX8Tq   
    7\T~K Yb?  
    :xBG~D  
    }C'H@:/  
    优化后透镜的面型如下: L@&(>  
    透镜渲染效果
    W1$<,4j@M  
    <=yqV]JR  
     
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