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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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    光币
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 z;[gEA+I  
    @81-kdTx  
    本文您将会学到如下内容： %3rTQ:X  
    透镜基本参数输入； =l_rAj~I|  
    优化变量与评价函数设定； Z^{+,$H@  
     优化； ]GQv4-y  
     照度分析； D DQs42[  
    TeKC} NW  
    2. 操作流程 L+8=P<]  
    1B6C<cL:sU  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 A%h~Z a  
    *X~B-a|nJ  
     | O57N'/  
    ;CA ?eI  
    2) 创建透镜 pF|8OB%  
    qZXyi'(d  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens v#iFQVBq  
    ud yAP>  
     {,i=>%X*  
    4sb )^3T  
    3) 输入透镜参数 XO0>t{G  
    6`_!?u7  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； IY V-*/ |  
    =x=1uXQv5  
    "!xvpsy  
    "|F. 'qZrm  
     #m[vn^8B]y  
    将第二面的圆锥系数改为-1 m{vT_ei  
    /.7$`d  
    4) 创建LED光源 (~=Qufy  
    |^Y*~d<H  
     Hr /W6C  
    光源类型为Random plane ; {-o7w0d_  
    光线数为10000； y>@v>S  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； CKx\V+\O  
    形状选为椭圆； EfFj!)fz  
    ]#vWKNv:;  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. \nC5 ,Rz  
    半径选择60度 ^a086n  
    类型选择 Lambertian w}IL 8L(D  
    形状选择 Elliptical 3?.6K0L  
    mG>T`c|r3  
    波长选择默认默认波长 ,D:iQDG^  
    Power默认为1 watts yEE|e&#>  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm =ZCH1J5"  
    tU9rCL:P  
     <+<)xwOQ ]  
    LED光源设定办法 P=f<#l"v  
    n wY2BIB  
     & 6`  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） $/4Wod*l  
    mw:3q6  
     CbnR<W-j  
    波长设定,颜色选为绿色 DfAiL(  
    K{, W_ ^  
     h{Oz*Bq  
    功率设定（在Power units选择Watts） K.:6YXVs<  
    p3V9ikyy  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane +<'uw  
    w;lx:j!Vp$  
     + #|'|}j  
    创建平面探测器(plane) on]\J  
    &Tf=~6  
     L@C >-F|p  
    N5:D8oWWXR  
    6) 创建分析面 K~7'@\2 ?  
    1gF*Mf_7  
    ] +}:VaeA  
     ~|X99?P  
    光线滤光器设置 #gxRTx  
    o%kSR ]V|  
    7) 执行光线追迹 C\;;9  
    _DNkdS [[  
    @qg0u#k5  
    hXV4$Dai  
     >xxXPvM<`  
    ~@b9  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 -=-x>(pRW7  
    n`FQgC  
    uKLOh<oio  
    8) 优化设定 rnzsfr-|(2  
    5pNvzw  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 8.Pcr<  
    {q5hF5!`)  
    Y;a6:>D%cT  
    x]yHBc  
    #J%h!#3g  
    定义变量     dg!1wD   
    X+(aQ >y  
    HB/ _O22  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） /u" cl2|  
    `^s]?  
    2:smt)f  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) !Szgph"ul  
    x9XGCr  
    9) 优化 ~Mg8C9B?%3  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 18[?dV  
    d\1:1ucV  
    ve64-D  
    EkfGw/WDw  
    _umO)]Si  
    优化结束后会弹出如下报告 K'{wncumQ  
    P:zEx]Y%  
    yK @X^jf  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 PBP J/puW  
    rRA_'t;uK  
    10) 光线追迹与结果分析 !0d9<SVC  
    skmDsZzw  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    1*x5/b  
    E| 8s2t  
    T$>=+U  
    kBDe*K.V  
    优化后透镜的面型如下： |Ls&~'ik  
    透镜渲染效果
    g-TX;(  
     aaqjE  
     
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