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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 zBR]bk\  
    GgYomR:  
    本文您将会学到如下内容： #>V;ZV5"  
    透镜基本参数输入； 3IxT2@H)  
    优化变量与评价函数设定； ),Rj@52l  
     优化； KKzvoc?Bt  
     照度分析； sig_2;  
    ~}116K  
    2. 操作流程 M>#{~zr  
    {Q"<q`c  
    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。 o_5@R+&  
    U|QDV16f  
     -d~'tti  
    WveFB%@`;  
    2) 创建透镜 "8I4]'  
    ^b#E%Rd  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens @wPmx*SF  
    z=U!D `]v  
     |+bG~~~%j  
    G!IQ<FuY  
    3) 输入透镜参数 )Fw)&5B!  
    B+LNDnjO]  
    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； A0ToX) |C  
    `4qKQJw  
    9lxT5Wg  
    5  $J  
     d w|0K+-PH  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ]lY9[~ v  
    ^q` *!B 9@  
    4) 创建LED光源 P.:T zk6  
    9vu8koL  
     11sW$@xs 9  
    光源类型为Random plane ; QFYy$T+W  
    光线数为10000； 5PPpX=\  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； |*5nr5c_L  
    形状选为椭圆； 7w*&Yg]  
    1^3#3duV  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 2cg z n@  
    半径选择60度 nz\fN?q  
    类型选择 Lambertian ap~Iz  
    形状选择 Elliptical EiUV?Gvz  
    %-Z~f~<?  
    波长选择默认默认波长 \t@`]QzG:  
    Power默认为1 watts (% P=#vZ  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm  |_ *$+  
    4/?Zp4g  
     s|'L0` <B  
    LED光源设定办法 v3Yj2LSqx  
    3XtGi<u  
     z<>_*Lfj  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） t^5_;sJQ  
    }nl)*l  
     b3lpNJ J  
    波长设定,颜色选为绿色 K7c8_g*>4=  
    |5Pbc&mH8A  
     =jt_1L4  
    功率设定（在Power units选择Watts） 1`{ib  
    h6i{5\7.  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane @ `D6F;R  
    8A.7=C' z  
     $4L3y uH  
    创建平面探测器(plane) N~jQ!y  
    c^IEj1@}'?  
     h$\h PLx  
    ($> 0&w  
    6) 创建分析面 hJsC \C,^  
    8zWPb  
    w>_EM&r6~u  
     ':]a.yA\1  
    光线滤光器设置 1,'^BgI,  
    qhtAtP>i"  
    7) 执行光线追迹 ,r;d{  
    9G+rxyWMW  
    I;H9<o5  
    q&T'x> /  
     @98SC}}u  
    J94YMyOo  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 ot#kU 8f  
    cV,Dl`1r  
     q)+ n2FM  
    8) 优化设定 r$Y!Y#hwQ  
    WI_mJ/2  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 #/<Y!qV&  
    `|Z@UPHzG  
    1iL xXd  
    D ;$+]2  
    $ n[7  
    定义变量     %nf=[f  
    $i~`vu*  
    .fY<"2g  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） B Rj KV  
    @|%ICG c  
    5G;^OI!g  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) XYF~Q9~  
    }AZx/[k |z  
    9) 优化 l zPS RT  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 6RQCKN)  
    +\vY;!^  
    <L/vNP  
    dt&Lwf/  
    W;]U P$5l  
    优化结束后会弹出如下报告 F6]!?@  
    ~{Rt4o _W  
    SliQwm5  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 0lr4d Y  
    R${4Q1  
    10) 光线追迹与结果分析 JO{- P  
    K |} ]<  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    =M{CZm  
    ` +BaDns  
    yi-"hT`  
    rRrW   
    优化后透镜的面型如下： {&u7kWD|  
    透镜渲染效果
    Qwo9>ClC  
     8kM0  
     
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