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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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    在线infotek
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2025-06-24
    1. 摘要 Lg[_9 `\  
    Ju"*>66  
    本文您将会学到如下内容: %}asw/WiUa  
    透镜基本参数输入; e8"?Qm7 J  
    优化变量与评价函数设定; >O:j.(*!  
     优化; qm1;^j&y  
     照度分析; *@2?_b}A ^  
    lC ^NhQi  
    2. 操作流程 ,#P eK(  
    Vg)]F+E  
    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。 JtrLTo  
    YI*Av+Z)  
    T 6g(,xPcL  
    iCYo?>  
    2) 创建透镜 '8 ~E  
    b^Xq(q>5  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens >}~Pu| _ S  
    ;-1yG@KG  
    /M;A)z  
    cDS6RO?  
    3) 输入透镜参数 x;cjl6Acm  
    Ol9'ZB|R  
    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; (&U8NeWZ  
    "=uphBZog  
    [p+6HF  
    =sk]/64h``  
    $DOBC@xxzT  
    将第二面的圆锥系数改为-1 0b0.xz\~U  
    5!T\L~tyt  
    4) 创建LED光源 6jiz$x  
    /pvR-Id|6  
     S oY=  
    光源类型为Random plane ; A7!=`yA$  
    光线数为10000; g pN{1  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; OA?? fb, b  
    形状选为椭圆; mRT`'fxK  
    b NBpt}$  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. {U&*8Q(/  
    半径选择60度 AK/_^?zAs  
    类型选择 Lambertian $4\,a^  
    形状选择 Elliptical _-^Lr /`G!  
    TixXA:Mf  
    波长选择默认默认波长 -o\r]24  
    Power默认为1 watts 0^Vc,\P?  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm Azun"F_f  
    w6M EY"<L  
    p-H q\DP  
    LED光源设定办法 _N5$>2  
    !Qu)JR  
    \Ze"Hv  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) C< GS._V&  
    er Cl@sq  
    C ebl"3Q  
    波长设定,颜色选为绿色 y5L%_ {n  
    aO9a G*9T  
    smLXNO  
    功率设定(在Power units选择Watts) L=u>}?!,Fj  
    *%^Vq  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane :?VM1!~ga  
    51Yq>'8  
    }5Yd:%u5  
    创建平面探测器(plane) lS.*/u*5  
    xeqAFq=9?  
    S.bB.<  
    $F!)S  
    6) 创建分析面 rULrGoM  
    tl|Qw";I  
    Dz4fP;n  
    xyK_1n@b  
    光线滤光器设置 $*ujX,}xG  
     SrPZ^NF  
    7) 执行光线追迹 4@D 8{?$~Q  
    F2yc&mXyk  
    sGjYL>*  
    )x1LOMe  
    /xmUu0H$R  
    v%|^\A"V  
    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。 XOQj?Q7)U  
    &BnK[Q8X  
    {O-,JCq/  
    8) 优化设定 #!d@;= [\  
    5`oVyxJ<  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 J>(I"K%  
    1s4+a^ &  
    |cwGc\ES  
    f S50  
    m&xyw9a  
    定义变量
    )BR6?C3  
    7@R;lOzL3  
    Gma)8X#  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) 0*S2_&Q)  
    k H Y  
    ;EZ$8|  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) dALJlRo"  
    )jbYWR *&  
    9) 优化 "G\OKt'Z  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 Zi47)8  
    rt r0 d  
    nd(O;XBI  
    Sr1xG%;|/  
    V:*QK,  
    优化结束后会弹出如下报告 RX.n7Tb  
    ~GJJ{Bm_  
    Ky33h 0TX  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 =}txcA+  
    :Hdn&a i  
    10) 光线追迹与结果分析 y>T:fu  
    G"3)\FEM  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    Vt-D8J\A 0  
    )En*5-1  
    ^ sxcBG  
    au'Zjj/Ai5  
    优化后透镜的面型如下: #Aox$[|@  
    透镜渲染效果
    ^<fN  
    2 F3U,}  
     
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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 a>jiq8d]4