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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
    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 o*H U^  
    wNHn.  
    本文您将会学到如下内容： *U^Y@""a  
    透镜基本参数输入； C=+9XfP0  
    优化变量与评价函数设定； XX/gS=NE#.  
     优化； nq{/fD(2  
     照度分析； 8)0]cX  
    ?z1v_Jh  
    2. 操作流程 MOD&3>NI  
    LH4A!a]  
    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。 n- 2X?<_Z  
    elR'e6Q  
     _4N.]jr5  
    p{L;)WTI  
    2) 创建透镜 '<o3x$6 *  
    /Q3>w-h  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens j+h+Y|4J  
    'V7LL1K^>  
     -i8KJzPL f  
    #zl1#TC{(  
    3) 输入透镜参数 0 SSdp<  
    ARu_S B  
    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； NVb}uH*i  
    R@K\   
     _BP%@o  
    SxY z)aF~  
     K+`GVmD  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ? uYO]!VC  
    'u<e<hU  
    4) 创建LED光源 sYS 8]JU  
    \( s `=(t  
     )P(S:x'b0  
    光源类型为Random plane ; Y_Gd_+oJ  
    光线数为10000； y[XD=j  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； WPRk>j  
    形状选为椭圆； sa8O<Ab  
     NAD^10  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. BsFO]F5mmX  
    半径选择60度 dCoP qKy  
    类型选择 Lambertian t+KW=eW  
    形状选择 Elliptical z[f]mU  
    4<($ZN8  
    波长选择默认默认波长 9&* 7+!  
    Power默认为1 watts Sl8+A+  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm  ]ltCJq  
    :Vxt2@p{  
     hA ){>B<;  
    LED光源设定办法 )3CM9P'0  
    t5E$u(&+'B  
     &^$@LH3  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） 6vK`J"d{~D  
    c$  /.Xp  
     DoczQc-U+  
    波长设定,颜色选为绿色 'b.jKkW7  
    Xgx/ubca0  
     \uTlwS  
    功率设定（在Power units选择Watts） g}hUCx(  
    \r IOnZ.WK  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane l?)>"^  
    sR/Y v  
     *R+M#l9D`  
    创建平面探测器(plane) >l 0aME@-0  
    fR[8O\U~  
     y7pBcyWTE=  
    &Z~_BT  
    6) 创建分析面 2e\"?yOD  
    ;cVK2'  
    B5 /8LEWw  
     O.FTToh<  
    光线滤光器设置 p^Ey6,!8]D  
    diNSF-wi,,  
    7) 执行光线追迹 P1OYS\  
    #v(As) 4^  
    "S#$:92  
    nN&dtjoF  
     $@6q5Iz!&  
    # fF5O2E'3  
    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。 Mc c%&j  
    dXDyY  
    #!_4ZX  
    8) 优化设定 f=91 Z_M  
    F7<M{h5s  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 )F hbN@3  
    $z OV*O2  
    pzRVX8  
    d1#lC*.Sg  
    =eY  
    定义变量     >0SG]er@  
    z@UH[>^gj  
    AM?ZhM  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） #.u &2eyqQ  
    JQ ?8yl  
    ?6*\  M  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) 1g=T"O&=  
    b6;MTz*k>  
    9) 优化 Ew]&~:$Ki  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 %J6>Vc!ix=  
    &u9,|n]O9  
    j 7);N  
    A]iT uu5p  
    M%jR`qVFg.  
    优化结束后会弹出如下报告 ,I|^d.[2  
    I RLAsb3  
    .HTRvE`X  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 .`KzA]&#  
    'xuxMav6m  
    10) 光线追迹与结果分析 D|Tz{DRG  
     ~9YEb  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    "w 4^i!\  
    DIYR8l}x  
    l^tRy_T:-  
    T g(\7Kq  
    优化后透镜的面型如下： a"}ndrc*  
    透镜渲染效果
    NHU5JSlB  
     ?!"pzDg  
     
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