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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 \>. LW9  
    XN=67f$Hw  
    本文您将会学到如下内容： =W bOwI)u  
    透镜基本参数输入； tC?=E#3 V  
    优化变量与评价函数设定； z4%uN |V  
     优化； HAzBy\M{  
     照度分析； K7knK  
    f"G-  
    2. 操作流程 7,qYV}  
    +j_ ;(Gw7  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 f 3V Dv9(  
    gN8hJG'0  
     {Bs~lC$  
    !3n)|~r;K  
    2) 创建透镜 jd]s<C3o  
    b \KL;H/  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens }U~6^2 .,  
    ,_aM`%q?Fj  
     <#=N m0S$  
    u-D dq~;|  
    3) 输入透镜参数 XgN` 7!Z  
    :K`ESq!8u  
    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； U @ ?LP  
    l:0s2  
    q\Q{sv_  
    {e[%;W%c&  
     ZRxZume<f  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ?_x q-  
    6=4wp?  
    4) 创建LED光源 KH)D 08  
    sQ6 }\  
     cMyiW$;  
    光源类型为Random plane ; 1wzqGmjmt  
    光线数为10000； [${ QzO  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； ,g-EW jN  
    形状选为椭圆；  ~\,w {  
    D0k 8^  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. {2/LRPT  
    半径选择60度 Re:jVJg Bz  
    类型选择 Lambertian h~&gIub  
    形状选择 Elliptical />¬$>  
    3 !Sp0P  
    波长选择默认默认波长 p.ANVA@:  
    Power默认为1 watts GoA4f3  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm =PRx?q`d  
    T2}FYVj?!g  
     /27JevE  
    LED光源设定办法 Vd".u'r  
    lzw3=H  
     'O5'i\uz  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） Y2xL>F  
    .Ha'p.  
     0TfS=scT  
    波长设定,颜色选为绿色 7g R@$(1Z  
    t+5E#!y  
     o7mZzzP  
    功率设定（在Power units选择Watts） 6x"Q  
    Gl1jxxd  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane $0bjKy  
    ^TMJ8` e  
     S3L~~X/=  
    创建平面探测器(plane) ;a-$D]Db  
    V"p!B f  
     KD/V aN  
    ??n*2s@t  
    6) 创建分析面 DI!V^M[~u  
    e[sK@jX6  
    N`)$[&NG]  
     763+uFx^  
    光线滤光器设置 e]jH+IR:>  
    [((;+B  
    7) 执行光线追迹 8$(Dz]v|[&  
    {]"]uT#  
    ;7N Z<k  
    C3G)'\yL  
     hp{OL<2M  
    gM [w1^lj  
    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。 gN)c  
    A AHt218  
    Ed9Z9  
    8) 优化设定 h3T9"w[  
    +~xnXb1  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 aR\\<due  
    =)hVn  
    ^$&k5e/}C  
    `R"I;qV  
    WK="J6K5  
    定义变量     tzy'G"P|  
    `/HUV&i"S  
    %pXAeeSY`;  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） TYI7<-Mp:[  
    $9S(_xdI&  
    g;ZxvR)ZJk  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) 1SrJ6W @j[  
    e^ lWR]v  
    9) 优化 ~+Z{Q25R  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 'ejvH;V3i  
    YC_1Ks  
    ho>k$s?  
    M-i_#EWP  
    /m!Cc/Hv  
    优化结束后会弹出如下报告 iS5W>1]  
    u*qV[y5Bl  
    7Sz?S_N/j  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 *6 _tQ9G  
    J)mh u}  
    10) 光线追迹与结果分析 [o*7FEM|<  
    K-&V,MI  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    J[^}u_z  
    o !4!"O'E  
    B75k^ohfj  
    Jv.U Q  
    优化后透镜的面型如下： gIA@l `"  
    透镜渲染效果
    0(_l|PScF  
     v=('{/^~>  
     
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