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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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    在线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 @P )2ZGG  
    LgxsO:mi  
    本文您将会学到如下内容： =5;tB  
    透镜基本参数输入； : i{tqY%  
    优化变量与评价函数设定； {ePtZyo0  
     优化； o- v#Zl  
     照度分析； 5wa'SexqE  
    ' ~ 1/*F%8  
    2. 操作流程 0N87G}Xu  
    _)S['[  
    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。 ^WkqRs  
    Ge`PVwn  
     F};T<#  
    9$#@Oe8*  
    2) 创建透镜 o1Krp '*  
    8#nAs\^  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 9|WV28PK:  
    Ye|(5f  
     Lz&FywF-l  
    tR\cS )  
    3) 输入透镜参数 <{T5}"e  
    4:= VHd  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； l* z "wA-  
    ;4QE.&s`  
    0|DyYu  
    jf.WmiDC  
     ^;sE)L6  
    将第二面的圆锥系数改为-1 H0f]Swh0a  
    . {vMn0c  
    4) 创建LED光源 q2P_37  
    S6<#] 6 Z  
     7_R[ =t  
    光源类型为Random plane ; zZW5M^z8  
    光线数为10000； \fsNI T/  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； PLJDRp 2o  
    形状选为椭圆； u2S8D uJ  
    CofTTYl  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. PpLiH9}  
    半径选择60度 9PUobV_^Wo  
    类型选择 Lambertian i#aKW'  
    形状选择 Elliptical 4F"%X &$  
    CXBFR>"  
    波长选择默认默认波长 5@J]#bp0M  
    Power默认为1 watts Rk-G| 52g  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm o!lKP>  
    r~G  amjS  
     q"5\bh1"  
    LED光源设定办法 Z*b$&nM  
    &;bey4_J  
     ?[|A sw1t  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） / */"gz%  
    -Q/wW4dE=  
     ma xpR>7`j  
    波长设定,颜色选为绿色 5IA3\G}+  
    e)y+]  
     }; R2M  
    功率设定（在Power units选择Watts） ->*~e~T  
    T[I7.8g  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane F|G v  
    KF1Zy;  
     dV{mmHL  
    创建平面探测器(plane) !*3]PZ25a(  
    (+6N)9rj`/  
     OrF.wcg  
    M~h.M PI  
    6) 创建分析面 J7sH]  
    1>/ iYf  
    `Hq*l"8  
     6XHM`S  
    光线滤光器设置 @r^s70{}  
    M?=I{}!@Q  
    7) 执行光线追迹 P+y XC^ ,  
    &JYkh >  
    OnU-FX<  
    ;n.h!wmJ}  
     F2MC)&#  
    WFzM s  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 >5E1y!  
    K%_UNivN  
    t>OEzUd9  
    8) 优化设定 {>PEl; ,-  
    N ]14~r=  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 `\P1Ff@z0  
    `Z#':0Z  
    +* F e   
    L& rtN@5;  
    pN_%>v"o  
    定义变量     ll[&O4.F  
    itE/QB  
    Wsp c ;]&  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） ^O =G%de  
    .beqfcj"  
    Q"uK6ANp'  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) <CJy3<$u  
    )*R';/zaI  
    9) 优化 E!.&y4  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 ?Q$a@)x#  
    [$ uKI,l  
    ?S9vYaA$  
    H|7XfM  
    *YX5bpR?  
    优化结束后会弹出如下报告 O,-NzGs  
    l^KCsea#  
    p-l FzNPc0  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 `>b,'u6F  
    b#"&]s-  
    10) 光线追迹与结果分析 V rd16s  
    ._t1eb`m{  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    DF>tQ  
    _"OE}$C  
    I<XYLe[_S  
    <`G-_VI  
    优化后透镜的面型如下： X 5X D1[  
    透镜渲染效果
    ycwkF$7  
     fYzP4  
     
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