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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 /JC1o&z_T  
    W,CAg7:*  
    本文您将会学到如下内容： wik<# ke  
    透镜基本参数输入； ZOa|lB (,  
    优化变量与评价函数设定； T=M##`jP%  
     优化； Y&Fg2_\">  
     照度分析； leH 7II9  
    =*lBJ-L  
    2. 操作流程 Z^as ?k(iM  
    #Mk: 4  
    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。 v3M$UiN,:  
    {GnZ@Q:F  
     dz +Dk6"R  
    w"dKOdY  
    2) 创建透镜 'plUs<A  
    URbB2 Bi  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Q{950$ )L  
    $^{#hYq)o  
     K#X/j'$^  
    Q/0gd? U?  
    3) 输入透镜参数 c};%VB  
    mS![J69(  
    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； wW)(mY?   
    OM\1TD/-  
    AL3iNkEa  
    LOfw #+]d  
     jTt9;?)  
    将第二面的圆锥系数改为-1 _~\ } fY  
    ZM v\j|{8  
    4) 创建LED光源 `m<O!I"A  
    76<mP*5  
     P,'%$DLDg  
    光源类型为Random plane ; E/%"%&`8j  
    光线数为10000； EUcD[Rv  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； ]2)A/fOW  
    形状选为椭圆； Bz-jy.  
    ;zD4 #7=  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Y01! D"{\  
    半径选择60度 $'Mf$h  
    类型选择 Lambertian \#dacQ2E@  
    形状选择 Elliptical LAxN?ok9gD  
    t&{;6MiE  
    波长选择默认默认波长 |H_WY#  
    Power默认为1 watts J({D~  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm I(pq3_9$  
    sV%DX5@  
     C2v_] ,]  
    LED光源设定办法 -X$EE$:  
    |w{Qwf!2  
     |>]@w\]  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） @g5y_G{SP  
    j`RG Moq  
     w($a'&d`0  
    波长设定,颜色选为绿色 [I4M K%YQ  
    Yr-SlO>  
     a!:N C  
    功率设定（在Power units选择Watts） &U]/SFY  
    JJ?rVq1g  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane pIcg+~  
    Sf*v#?  
     f2IH2^)P  
    创建平面探测器(plane) nD*iSb*  
    Z@+nkTJ9&t  
     5qQMGN$K  
    Bgc]t  
    6) 创建分析面 _`\!+qGq  
    k B]`py!  
    g_syGQ\  
     B1nm?E 0i  
    光线滤光器设置 ~ `qWE u  
    #'s$6gT=  
    7) 执行光线追迹 BM /FOY;  
    fS4W*P[B3  
    @y;VV*  
    ^*.$@M  
     *%KIq/V  
    63u%=-T%a  
    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。 Q+ V<&  
    v~L\[&|_  
    JnBc@qnP6  
    8) 优化设定 . i4aM;Qy  
    `~u=[}w  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 }bS1M  
    I&La0g_E  
    Ex p ?x  
    o1(;"5MM  
    VR>!Ch  
    定义变量     uKk#V6t#  
    n~yKq"^  
    P knOeW"j  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） T"Y#u  
    0@ "'SKq  
    AEyD?^?  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) WkA47+DsV  
    ?Xypn#OPt  
    9) 优化 1 gjaTPwY  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 o-RZwufZ`  
    f~mwDkf?L  
    jJiuq#;T3  
    %;:![?M  
    7w) 8s  
    优化结束后会弹出如下报告 >]~581fYf  
    n?r8ZDJ'  
    (v/L   
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 x&;AY  
    vm+3!s:u  
    10) 光线追迹与结果分析 (]'wQ4iQ  
    &EV%g6  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    j? BL8E'   
    ZNw|5u^N  
    fKY-@B[|  
    WMtFXkf6"  
    优化后透镜的面型如下： Gpxp8[ {  
    透镜渲染效果
    Jl\xE`-7  
     ;F @Sz/  
     
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