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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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    离线infotek
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2025-06-24
    1. 摘要 /}nq?Vf  
    .Zr3!N.t  
    本文您将会学到如下内容: '}F..w/  
    透镜基本参数输入; 9b)'vr*Hy7  
    优化变量与评价函数设定; (/A 6kp?  
     优化; _^`TG]F  
     照度分析; ESnir6HoU  
    zin'&G>l  
    2. 操作流程 cpM]APF-  
    ~z7Fz"o<  
    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。 s"x(i  
    h`4!Qv  
    M\r=i>(cu  
    (>`S{L C>s  
    2) 创建透镜 [#+klP$  
    m.c2y6<=  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 1l\. >H\E  
    ZV$!dHW/  
    yD Avl+  
    G4wJv^6i9  
    3) 输入透镜参数 ]Ryg}DOQ  
    g&X X@I8+v  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; tD6ukK1x  
    G4G<Ow)`  
    "MgTfUIiyD  
    U\dLq&=V  
    ;upYam"  
    将第二面的圆锥系数改为-1 '3TfW61]  
    :+%Yul  
    4) 创建LED光源 `$yi18F  
    bRI`ZT0  
    7A{,)Y/w ^  
    光源类型为Random plane ; fT5vO.a  
    光线数为10000; 8^hbS%s!  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; O[z-K K<  
    形状选为椭圆; o(g}eP,g }  
    ogG:Ai)90  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. As(6E}{S  
    半径选择60度 +d=8/3O%  
    类型选择 Lambertian _A6e|(.ll  
    形状选择 Elliptical 2E@g#:3  
    %QQJSake|  
    波长选择默认默认波长 bH.f4-.u>)  
    Power默认为1 watts c? >;UzM  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm )No>Q :t  
    #fq&yjl#A  
    Sb?HRoe_  
    LED光源设定办法 l42tTD8Awz  
    _p0G8  
    Mi7LyIu  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) `\Te,  
    `ex>q  
    #f }ORA  
    波长设定,颜色选为绿色 $pj;CoPm  
    OVEQ^\Q5D  
    wPr!.:MF  
    功率设定(在Power units选择Watts) L^??*XEUJ  
    2@:Ztt6~  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane r~PVh?  
    e?fA3Fug  
    fDKV`  
    创建平面探测器(plane) Ummoph7_@  
    W!)B%.Q  
    ShJBOaE; -  
    . r \g]  
    6) 创建分析面 }=s64O 9j  
    7? qRz  
    htOVt\+!34  
    Dj'+,{7,u  
    光线滤光器设置 y hNy  
    }/aqh;W  
    7) 执行光线追迹 !5K5;M_Ih"  
    @^,9O92l  
    sEcg;LFp  
    )CG,Udu  
     zj7?2  
    ~jMfm~  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 !Er)|YP  
    #>O+!IH   
    C ,#D4  
    8) 优化设定 EsjZ;D, c(  
    n*A"}i`ix  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ?pkGejcQ  
    AQgm]ex<  
    %VwkYAgA  
    ^%}PRl9  
    -02.n}u>  
    定义变量
    2\9OT>  
    +/!y#&C&*  
    {@ Z%6%'9  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) UUqA^yJ  
    NJPp6RZ%  
    >JT^[i8[  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) <Eh_  
    1NQU96  
    9) 优化 )X 'ln  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 3(=QY)  
    pu Z0_1uN  
    &6\f;T4  
    ]DLs'W;)  
    ant#bDb/  
    优化结束后会弹出如下报告 eD0|6P;Ei  
    V7$-4%NL  
    7 MG<!U  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 iB3C.wd-  
    koy0A/\%  
    10) 光线追迹与结果分析 KqFiS9 N5  
    VMJK9|JC[  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    |!uC [=  
    2R~[B]2"r  
    R|R3Ob.e  
    IZ9* '0Z  
    优化后透镜的面型如下: `l+9g"q  
    透镜渲染效果
    lfyij[6q+  
    & hv@ &  
     
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    离线羽翊
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    只看该作者 1楼 发表于: 2025-12-26
    好文,学习了 /[>zFYaQ