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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 E#+|.0*!s  
    ~YrO>H` B  
    本文您将会学到如下内容: C%kIxa)  
    透镜基本参数输入; {rZ )!  
    优化变量与评价函数设定; h-RL`X  
     优化; t>(}LV.  
     照度分析; #ZpR.$`k  
    gLPgh%B4  
    2. 操作流程 !5[5l!{x  
    z] teQaUZ  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 g%f6D%d)A  
    .t|B6n!  
    r4Jc9Tv d  
    HFrwf{J  
    2) 创建透镜 =G%L:m*  
    5Qgh\4  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens W%^;:YQ9i  
    '#@tovr  
    Oi4tG&q  
    "~/O>.p  
    3) 输入透镜参数 jr=erVHK  
    'z3I*[!  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; <;nhb  
     q<Zza  
    ;B !u=_'  
    Omy<Y@$  
    0P_3%   
    将第二面的圆锥系数改为-1 2uM\?*T@  
    #=\nuT'oy  
    4) 创建LED光源 z1 P=P%F  
    L9":=  
    {pyTiz#JY  
    光源类型为Random plane ; ae|j#!~oi  
    光线数为10000; %T'<vw0  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Rk@xv;t;  
    形状选为椭圆; wxSJ  
    EgT?Hvx:  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. aJ^RY5  
    半径选择60度 Pmj%QhOYE  
    类型选择 Lambertian zyi;vu  
    形状选择 Elliptical L:E?tR}H  
    @j|=M7B  
    波长选择默认默认波长 5|0}   
    Power默认为1 watts Kk9W=vd  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm y$C\b\hM  
    ];8S<KiS~  
    #cy;((zuB  
    LED光源设定办法 5isqBu  
    =/SBZLR(9  
    K)[DA*W  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) G=l-S\0@  
    ;2jH;$HZ  
    Vx*O^cM  
    波长设定,颜色选为绿色 @pkQ2OM 2  
    {ZIEIXWb2  
    %UokR"  
    功率设定(在Power units选择Watts) JOFQyhY0>m  
    AD^Q`7K?uR  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane FH7h?!|t  
    ,Vr-E  
    C 5 xsh  
    创建平面探测器(plane) Z(:q.{"r  
    'K*. ?M  
    ;G|#i? JJ  
    yHYK,3/C,  
    6) 创建分析面 h1REL^!c  
    >PmnR>x-rj  
    ALXie86a8  
    VtnVl`/]  
    光线滤光器设置 33z^Q`MTC  
    &.1qixXIr  
    7) 执行光线追迹 Jy?; <  
    My<.^~  
    8$`$24Wx  
    {U"=}j(  
    ^ i8"eF  
    s&7TARd  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 Fv$oXg/  
    hnBX enT6  
    mr2fNA>kR  
    8) 优化设定 T7R,6 qt  
    qN\?cW'  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 <\`qRz0/  
    Aa4 DJ  
    as3*49^9  
    TY;%nT  
    Nbb2wr9A  
    定义变量
    h,|. qfUk  
    "DvhAEM  
    P"f4`q  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) +; / s0  
    sWv!ig_  
    /(8"9Sfm  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) OF/hD2V  
    +$$5Cv5#<&  
    9) 优化 {5 Sy=Y  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 k&lfxb9pd  
    `z$=J"%? y  
    ; ,n}>iTE  
    of8 >xvE|  
    %>- ?oor  
    优化结束后会弹出如下报告 T~8kKw  
    =$SvKzN  
    @{{6Nd5  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 wC?>,LOl  
    &} r-C97  
    10) 光线追迹与结果分析 p|g7Z  
    MO%+rf0~w  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    X`28?  
    mO2u9?N  
    i}5M'~ F  
    |j=Pj)5J  
    优化后透镜的面型如下: [ji')PCAi;  
    透镜渲染效果
    aC94g7)`  
    qSt\ 6~  
     
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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 t;`ULp~&