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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 x";w%  
    8`4<R6]LKB  
    本文您将会学到如下内容： q"O.Cbk  
    透镜基本参数输入； H gTUy[(  
    优化变量与评价函数设定； I}e 3zf>  
     优化； U~h'*nV&  
     照度分析； [U}+sTQ  
    _Jwq`]Z  
    2. 操作流程 +4[^!q* H  
    {Q+gZcu  
    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。 R>DaOH2K*  
    WLF0US'  
     vS\%3A4^+5  
    kKD`rfyG \  
    2) 创建透镜 M02uO`Y9  
    gu#-O?B  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens .s#;s'>g  
    jV.g}F+1m  
     {x'GJtpb  
    `D9]*c !mO  
    3) 输入透镜参数 `cPywn@uGZ  
    RoCfJ65  
    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； ;Yi4Xva@  
    wi9DhVvc 0  
    uOa26kE4  
    QO"oEgB`+Z  
     R[ 49(>7H4  
    将第二面的圆锥系数改为-1  K;LZ-  
    'n<iU st  
    4) 创建LED光源 bSVlk`  
    TKk-;Y=N  
     K3\#E/Ox  
    光源类型为Random plane ; 3 ?Y|  
    光线数为10000； *Zm^ ~Vo  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； !LkW zn3  
    形状选为椭圆； ;<UWA.  
    d Le-nF  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. S1D@vnZ3O\  
    半径选择60度 ZeG_en ;  
    类型选择 Lambertian gN)c  
    形状选择 Elliptical A AHt218  
    *3T| M@Y  
    波长选择默认默认波长 Lm@vXgMD  
    Power默认为1 watts )'*5R<#  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm hJzxbr <  
    LH:i| I  
     >~K qg~  
    LED光源设定办法 1? FrJ6 V  
    1sP dz L  
     + >cBVx6  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） Rb(SBa  
    9;?UvOI;  
     /r12h|  
    波长设定,颜色选为绿色 e" ]2=5g  
    a>mm+L 8y  
     S(\9T1DVe  
    功率设定（在Power units选择Watts） ='TE,et@d  
    z>w`ZD}XY  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane wH~kTU2br  
    %*#n d  
     w '3#&k+  
    创建平面探测器(plane) RT>{*E<I  
    4A9{=~nwT  
     ~EK'&Y"1  
    WD'#5]#Y  
    6) 创建分析面 Isx#9C  
    ~tOAT;g}q  
    tK k#LWB  
     -{`@=U  
    光线滤光器设置 w`l{LHrR  
    1^i Pji/  
    7) 执行光线追迹 Fq9Q+RNMZL  
    8u!"#S#>a  
    o[E_Ge}g8  
    D1nq2GwS  
     U35AX9/  
    V5U?F6  
    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。 =TqQbadp  
    ?8W( "W   
    9:I6( Zv0  
    8) 优化设定  ^xPmlS;X  
    "QvmqI>  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 7OjR._@  
    =}PdH`S  
    WW~+?g5  
    7z~_/mAI  
    5XLs} :  
    定义变量     si4don  
    WoxwEi1~0  
    *'"^NSJ  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） w1;hy"zPsj  
    #[#KL/i)$  
    uIU5.\"s  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) jF[ 1za  
    7mm1P9Z  
    9) 优化 #lU9yv  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 1,5E `J  
    )*c> |7G  
    R-^96fFBy  
    1He{v#  
    U?.9D  
    优化结束后会弹出如下报告 j5I`a 1j`  
    Hi]cxD*`  
    :6q]F<oK  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 $H$j-)\D  
    /pp1~r.s?>  
    10) 光线追迹与结果分析 ;l$ \6T  
    _4cvX  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
     JMdPwI  
    "`[!Lz  
    z#F.xVg'  
    Y?534l)j  
    优化后透镜的面型如下： e *j.  
    透镜渲染效果
    $4MrP$4TI  
     FYS/##r  
     
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