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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 q|(HsLs  
    KZE,bi: ~  
    本文您将会学到如下内容: \R_C&=  
    透镜基本参数输入; 2[W&s&  
    优化变量与评价函数设定; ZY+qA  
     优化; v!5 `|\  
     照度分析; CA~-rv  
    m:2^= l4  
    2. 操作流程 u6JM]kR  
    chX"O 0?"  
    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。 L="}E rmK  
    <bWG!ZG  
    ~f98#43  
    #\m<Sz5Gp#  
    2) 创建透镜 )y$(AJx$  
    h:|qC`}  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Fx.=#bVX7  
    m{HS0l'  
    4tBYR9|  
    B]tQ(s~  
    3) 输入透镜参数 ~]2K ^bh8&  
    sXPe/fWo  
    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; ?Uo BV$  
    5$k:t  
    xA*<0O\V  
    9%9#_?RW  
    ?Ir:g=RP*  
    将第二面的圆锥系数改为-1 |+9&rAg  
    \9T7A&  
    4) 创建LED光源 j8sH|{H!Nq  
    OneY_<*a<  
    M\BRcz  
    光源类型为Random plane ; =I_'.b  
    光线数为10000; 3bI9Zt#J%&  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ;$g?T~v7  
    形状选为椭圆; p`qgrI`  
    kAUymds;O  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 8quaXVj^a  
    半径选择60度 S_H+WfIHV'  
    类型选择 Lambertian 4Z0]oI X  
    形状选择 Elliptical OjA,]Gv6  
    V0mn4sfs  
    波长选择默认默认波长 a%0EiU  
    Power默认为1 watts VIf.q)_k  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm pA4xbr2  
    J{G?-+`  
    K|=A:  
    LED光源设定办法 @=u3ZVD  
    ]ZS OM\}  
    jPkn[W# 6  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) >H ,*H;6  
    ,V}WM%Km  
    K3uRs{l|  
    波长设定,颜色选为绿色 rytyw77t(  
    veECfR;  
    N'=gep0V@  
    功率设定(在Power units选择Watts) <1!O1ab  
    GC'O[q+  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane />>\IR  
    hi[pVk~B)  
    ^LLzZnkcZ  
    创建平面探测器(plane) dAj$1Ke  
    EoDA]6?Lj  
    8q7b_Pq1U  
     !}$$:  
    6) 创建分析面 sDV Q#}a  
    ,R|BG  
    /qw.p#  
    7K:PdF>/  
    光线滤光器设置 Z3!`J&  
    "kFg  
    7) 执行光线追迹 P!k{u^$L  
    ^<AwG=  
    x,Vr=FB  
    BDVtSs<7  
    6W Ur QFK  
    P0b7S'a4!  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 QmIBaMI#  
    *{{89E>wC  
    :BT q!>s  
    8) 优化设定 e>7i_4(C  
    Z/J y'$x  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 &+R?_Ooibk  
    Aiea\j Bv  
    WX0tgXl  
    HpnWo DM  
    KK &?gTa  
    定义变量
    qIqM{#' ^  
    @=kSo -SX  
    YK~%xo  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread) H>@+om  
    n(]-y@X0_  
    uW3!Yg@  
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准) 7x a>  
    RpYERAgT  
    9) 优化 7VI*N)OZ8  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 S21,VpW\  
    m j@13$=  
    *uvQ\.  
    e?f IXk~b  
    0qT%!ku&  
    优化结束后会弹出如下报告 Ti&z1_u  
    lb1Xsgm{  
    Om {'1  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 C"enpc_C/  
    }:#P)8/v>%  
    10) 光线追迹与结果分析 >-{Hyx  
    >@AB<$ A  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布
    B?o7e<l[  
    SK.: Q5:  
    \5cpFj5%  
    yR.Ong  
    优化后透镜的面型如下: [PKR2UEe]  
    透镜渲染效果
    1@=po)Hnp  
    4nz35BLr  
     
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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 y L~W.H