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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 k5]M~"  
    y/!h.[  
    本文您将会学到如下内容： .8[Db1W  
    透镜基本参数输入； #b[B$  
    优化变量与评价函数设定；  yQkj4v{  
     优化； %G~ f>  
     照度分析； 3GkVMYI  
    7O3\  
    2. 操作流程 B+y r 6Q.  
    /ESmQc:DWB  
    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。 KMsm2~P  
    Pb05>J3N  
     *,w9#?2x  
    K1S)S8.EZ8  
    2) 创建透镜 : b^\O  
    lNtZd?=>  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens i#$N,kt  
    L_Q1:nL-0  
     =Z ^=  
    RIXUzKLO  
    3) 输入透镜参数 /aa'ryl_%  
    cC'{+j8-a  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； ]|cL+|':y  
    !o.l:Mr  
    ]d]tQPEU  
    86J7%;^Xa  
     `&2AN%Xz  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ]-O/{FIv  
    O9>& E;`5  
    4) 创建LED光源 S:qML]RO  
    \TM%,RC3K  
     V!=1 !"}OG  
    光源类型为Random plane ; g0-hN%=6  
    光线数为10000； Hd(|fc{2  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； ;74hOHDS  
    形状选为椭圆； S?.2V@Ic  
    ,@2d <d]  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. q=8I0E&q  
    半径选择60度 PfTjC"`,  
    类型选择 Lambertian R3;GMe@D#  
    形状选择 Elliptical ,}%+5yH  
    (r_xs  
    波长选择默认默认波长 |1`|E- S=  
    Power默认为1 watts J[fjl 6p  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm S[!-M\b  
    3{o5AsVv  
     A-:58Qau+  
    LED光源设定办法 @;m7u  
    M/ @1;a@\  
     ; 2K_u  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角）  ajF-T=5  
    (xffU%C^  
     wPTXRq%  
    波长设定,颜色选为绿色 F3/aq+<P[  
    0sW=;R2  
     nunTTE,iq%  
    功率设定（在Power units选择Watts） A=q)kcuy5  
    hR" j[  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane >pjmVl w?  
    >YuBi:z  
     :Rc>=)<7  
    创建平面探测器(plane) C5;=!B  
    E!;giPq*n  
     3# G;uWN-  
    ?qwTOi  
    6) 创建分析面 Y3G$(+i8  
    hmJ{'D1"  
    k4iu`m@^H  
     C=L_@{^Rgb  
    光线滤光器设置 `HXP*Bp#  
    ]JB~LQz]k  
    7) 执行光线追迹 '3B`4W,  
    kylR)  
    6#P\DT  
    L|4kv  
     -:IG{3fnu  
    9{bG @g  
    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。 Q7oJ4rIP  
    Rh#0EbE2  
    wW s<{ T  
    8) 优化设定 b6%T[B B  
    _[}r2,e  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Z}_{@|  
    5m2(7FC%su  
    D6&fDhO27  
    -kY7~yS7  
    t/z]KdK P  
    定义变量     *xB9~:  
    R=ddQ:W6g  
    c|q!C0X[  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） OMG.64DX .  
    @a,X{ 0  
    seWYY $$  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) q]Gym 7o  
    DE3>F^ j  
    9) 优化 h*2Q0GRX  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 m)4s4P57y  
    ]UyIp`nV;  
    is&A_C7yg  
    pC,MiV$c"  
    }5dYmny  
    优化结束后会弹出如下报告 Y~]E6'Bz  
    M##h<3I  
    -Si'[5@  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 (9q61z A  
    F[/Bp>P7  
    10) 光线追迹与结果分析 b}'XDw   
    CpHF3o`Z6  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    Omo1p(y  
    8XtZF,Du  
    y05(/NH>  
    .Q FGIAM  
    优化后透镜的面型如下： PY7j uS[+  
    透镜渲染效果
    \YO1;\W  
     tU7,nE>p  
     
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