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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 正序阅读 楼主  发表于: 2025-06-24
    1. 摘要 &J$5+"/;X  
    09Y?!,  
    本文您将会学到如下内容: dn_OfK  
    透镜基本参数输入; |`wsKr'  
    优化变量与评价函数设定; sv"mba.J  
     优化; Kdu\`c-lB  
     照度分析; \F~Cbj+'Nu  
    GDp p`'\  
    2. 操作流程 /Ph&:n\4  
    9Z'eBp  
    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。 CDnz &?  
    -P>=WZu  
    T+RI8.#o  
    % VpBB  
    2) 创建透镜 <C;> $kX  
    ?4e6w  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens l-}5@D[  
    z\>X[yNpA  
    od*Z$Hb>'  
    NxO^VUD  
    3) 输入透镜参数 +wozjjc  
    ROS"VV<  
    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; ]fo^43rn{  
    Y>Hl0$:=  
    Wx$q:$h@q  
    zI_GdQNfN  
    6L9[U^`@  
    将第二面的圆锥系数改为-1 2, V+?'^j  
    < iI6@X>  
    4) 创建LED光源 lk1Gs{(qhH  
    ;+34g6  
    _/~ ,a  
    光源类型为Random plane ; (%yc5+f!  
    光线数为10000; 9+ l3 $  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; heZy 66  
    形状选为椭圆; nDB 2>J  
    o Xi}@  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. U q w}4C/0  
    半径选择60度 dyiEK)$h  
    类型选择 Lambertian s%[GQQ-N  
    形状选择 Elliptical $?J+dB  
    o 7W Kh=  
    波长选择默认默认波长 F] ?@X  
    Power默认为1 watts _T|H69 J  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 4bev* [k  
    %m{.l4/!O  
    bro  
    LED光源设定办法 w&yGYHg  
    ()M@3={R  
    |"YA<e %  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) ^M"z1B]  
    6w"( y~c1  
    N&^xq_9&  
    波长设定,颜色选为绿色 wK'!xH^  
    p^igscPF6  
    T<+ht8&M8  
    功率设定(在Power units选择Watts) +6hl@Fm(  
    \D U^idp#  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Afy .3T @)  
    0GX10*t.  
    .6ngo0<g   
    创建平面探测器(plane) !3I(4?G,  
    4[#6<Ixf  
    ;=-j;x  
    6UW:l|}4#2  
    6) 创建分析面 9#&W!f*qO|  
    /X^3=-{8  
    +an^e'  
    :Wg-@d  
    光线滤光器设置 8VuZ,!WH#  
    >bA$SN  
    7) 执行光线追迹 Yn4)Zhkk  
    inPE/Ux  
    ,9Z2cgXwJ  
    q11QAx4p  
    UOWIiu  
    XpgV09.EE  
    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。 $89ea*k  
    J-tq8   
    n</k/Mk}  
    8) 优化设定 jF2[bzY4  
    Y@]);MyL  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 J3~hzgY  
    T)(e!Xz  
    !@pV)RUv7  
    \f/#<|Hm  
    eu}Fd@GO  
    定义变量
    lk_s!<ni  
    Y9i9Uc.]  
    =t3vbV  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) +ze}0lrEL  
    =a)iVXSB]  
    >*`>0Q4y  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) G@!_ZM8h  
    /v"6BU  
    9) 优化 8cK\myn.  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 .pM &jni Y  
    ua`6M  
    -BA"3 S  
    [,O`MU  
    IXZ(]&we  
    优化结束后会弹出如下报告 # 0GGc.  
    j:3EpD@GS  
    2{t)DUs  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 [d4,gEx`Q\  
    50LHF %  
    10) 光线追迹与结果分析 ,`<^F:xl  
    +_qh)HX  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    `'p`PyMt`  
    5v|H<wPp  
     yS[z2:!  
    ybZ}  
    优化后透镜的面型如下: i8Fs0U4"  
    透镜渲染效果
    3`58ah  
    jHAWK9fa  
     
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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 k}D[Hp:m