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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 O<$j}?2  
    G{O{ p  
    本文您将会学到如下内容: ep0dT3&  
    透镜基本参数输入; V6h8+|hK  
    优化变量与评价函数设定; UI'fzlB  
     优化; th<>%e}5c  
     照度分析; !N_eZPU.v  
    M ac?HI  
    2. 操作流程 _3NH"o d  
    9]lyV  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 ^QG<_Dm]  
    .JJ50p  
    f! )yE`4-  
    ]m7x&N2  
    2) 创建透镜 Sqyju3Yp  
    ,rF!o_7  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 9'e<{mlM  
    ]"htOO  
    @?;)x&<8?3  
    lDF7~N9J_  
    3) 输入透镜参数 rhX?\_7o  
    :7JP(j2  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; GXNkl?#  
    d2)]6)z6  
    vS[\ j  
    rY&#g%B6Fp  
    R~|(]#com  
    将第二面的圆锥系数改为-1 9 g- 8u+&  
    G )`gn  
    4) 创建LED光源 >6@,L+-6r  
    dTlEEgR  
    rW_cLdh]#  
    光源类型为Random plane ; ^#K^WV  
    光线数为10000; )K`tnb.Pf  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; }_mMQg2>=  
    形状选为椭圆; QFoCi&  
    6D`.v@  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ipt]qJFd  
    半径选择60度  -)KNsW  
    类型选择 Lambertian KoWG:~>|  
    形状选择 Elliptical TDWD8??e  
    g[~J107%A  
    波长选择默认默认波长 - DYH>!  
    Power默认为1 watts hJw]hVYa  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm @`Dh 7Q  
    vq-;wdq?2  
    II[-6\d!  
    LED光源设定办法 (v:8p!QN  
    :S!!J*0  
    L `=*Pwcj  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) FFmXT/K"/j  
    <1:I[b  
    jqTK7b  
    波长设定,颜色选为绿色 ! L3|5:j  
    ,9ew75Jl  
    0tPwhJ  
    功率设定(在Power units选择Watts) ; TwqZw[.  
    TIaiJvo  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane p6)6Gcx  
    *"6A>:rQs  
    f8UO`*O  
    创建平面探测器(plane) f.E{s*z>  
    !1]jk(Z  
    KZaiy*>)  
    nrXKS&6  
    6) 创建分析面 ]=/?Ooh  
    IlI5xkJ(  
    m`Z.xIA7;  
    EaH/Gg3  
    光线滤光器设置 Gc5mR9pV   
    v;}MHl  
    7) 执行光线追迹 wqap~X  
    HW'I$ .  
    -yu$Mm  
    *#@{&Q(Qh  
    $"}*#<Z  
    <;jg/  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 U^DR'X=  
    A8AeM `  
    Z[,,(M  
    8) 优化设定 73{<;z}i  
    Gf9O\wrs  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 #!_ViG )2^  
    e ^`La*n  
    (l(d0g&p>  
    Pi,86?  
    _. EM])b  
    定义变量
    C{G%"q  
    O@:R\MwFOZ  
    1Vz3N/AP%?  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) :x^e T  
    oL!C(\ERh  
    ') 2LP;(  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) ' 8Q }pp`  
    5a2;@ }%V  
    9) 优化 m Q<Vwx0  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 -KG1"g,2  
    T)e Uo  
    !2/o]_K@+  
    lACS^(  
    4CS$%Cu\?w  
    优化结束后会弹出如下报告 3u s^\w#  
    UjyrmQf  
    Tl?jq]  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ldRq:M5z  
    <u?\%iJ"  
    10) 光线追迹与结果分析 8hSw4S "$  
    y"K[#&,0  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    9tmnx')_  
    4ZYywDwn  
    wX!0KxR/Z  
    e{^lD.E  
    优化后透镜的面型如下: ogV v 8Xb  
    透镜渲染效果
    muhu` k`C  
    {Wr5F9q  
     
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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 _d>{Hz2