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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 kB ;!EuL  
    /SQ1i}%  
    本文您将会学到如下内容: `i3fC&?C  
    透镜基本参数输入; 2f.4P]s`T  
    优化变量与评价函数设定; I07_o"3>qr  
     优化; Ixv/xI  
     照度分析; gqan]b_  
    f 7j9'k  
    2. 操作流程 F(;C \[Ep  
    2^=.jML[  
    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。 >O}J*4A>+#  
    ?$AWY\  
    ;U$EM+9  
    K!_''Fg  
    2) 创建透镜 SDICN0X*  
    f2RIOL,  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens J1{ucFa  
    6*=7ifS  
    wT-@v,$  
    QLe<).S1B2  
    3) 输入透镜参数 Shb"Jc_i  
    ,N`D{H"F  
    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; 9>HCt*|_8  
    TeWpdUCO  
    P0XVR_TJf  
    #[ch?K  
    f3HleA&&  
    将第二面的圆锥系数改为-1 LjMhPzCp  
    ad[oor/7|  
    4) 创建LED光源 3eP7vy  
    sn?YD'>k  
    {>R'IjFc  
    光源类型为Random plane ; * IBCThj  
    光线数为10000; +2S#3m?1  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Jl(G4h V'\  
    形状选为椭圆; &%`Y>\@f  
    !`EhVV8u-_  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. DB;Nr3x  
    半径选择60度 <<.%Gk  
    类型选择 Lambertian \cRe,(?O  
    形状选择 Elliptical hz~jyH.h_  
    LX_{39?<{  
    波长选择默认默认波长 E5F0C]hq  
    Power默认为1 watts f6zS_y9gn  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm Jdp@3mP  
    <tp#KZE  
    Wx-vWWx*Q  
    LED光源设定办法 @%sr#YqY  
    KK4"H]!.  
    "[BDa}Il  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) FkJX)  
    BbdJR]N/!h  
    W:z!fh-  
    波长设定,颜色选为绿色 cPm-)/E)i  
    @CU~3Md*  
    OlF5~VAbfb  
    功率设定(在Power units选择Watts) U?d4 ^  
    iu(+ N~  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane <OC|z3na_  
    eq#x~O4  
    8x9$6HO  
    创建平面探测器(plane) ^HasT4M+x  
    auS.q5 %  
    I_h{n{,sr  
    lSk<euCYs  
    6) 创建分析面 1_z6O!rx  
    XTOZ]H*^  
    9x40  
    Vdz(\-}ao  
    光线滤光器设置 9M$N>[og  
    t[-0/-4  
    7) 执行光线追迹 ';hTGLq\X  
    1KtPq,  
    WgK|r~  
    AZTn!hrU  
    bb^$]lT'  
    GXE6=BO  
    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。 + $x;FT&  
    A->y#KQ  
    5h4E>LB.B  
    8) 优化设定 :<$IGzw}.  
    0piBK=tE/  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 66+y@l1  
    ,LHQ@/}A C  
    k-LT'>CWl  
    +.b@rU6H  
    9IRvbE~2  
    定义变量
    96.z\[0VZ  
    2%DleR'i  
    J '^xDIZX  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) C,!}WB@VME  
    ]U,K]y[Bj  
    ;I+"MY7D  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) (3=(g  
    T"GuE[?a  
    9) 优化 ,OQ!lI_`R  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ~',}]_'oR-  
    kH43 T  
    ;|hEXd?b  
    5w#*JK   
    ;^,2 QsM  
    优化结束后会弹出如下报告  yq ?_#r  
    Uq,M\V \  
    ClHaR  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ZQ^kS9N i  
    WR*|kh  
    10) 光线追迹与结果分析 9 o7d3ir)  
    /Jc?;@{  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    ,Dz2cR6  
    !vQ!_|g1  
    hao0_9q+  
    @J~y_J{  
    优化后透镜的面型如下: J9LS6~ 7  
    透镜渲染效果
    sJlX ]\RLQ  
    id-VoHd K  
     
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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 4:}`X