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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 p4!:]0c  
    I:cg}JZ>|  
    本文您将会学到如下内容： 8^/I>0EZ  
    透镜基本参数输入； *ISZlR\#  
    优化变量与评价函数设定； $'rG-g!f\  
     优化； n2B){~vE  
     照度分析； ,f3pqi9|  
    r!1D*v5&:  
    2. 操作流程 MRNNG6TUs  
    'k0[rDFc#3  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 W !w,f;  
    T;TA7{B  
     D,v U  
    u$#Wv2|mk  
    2) 创建透镜 @mP]*$00  
    x!LQxoNF  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens S-Y=-"  
    [epi#]m  
     GPz(j'jU  
    'rp }G&m  
    3) 输入透镜参数 }o4N<%/+  
    Q_-_^J  
    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； 4fk8*{Y  
    eV:9y  
    IJYL s  
    Q 1d'~e  
     #6Fez`A  
    将第二面的圆锥系数改为-1 tz4 ]qOH8  
    J%09^5:-z  
    4) 创建LED光源 7w,FX.=;cv  
    3s\.cG?`r  
     9{k97D/  
    光源类型为Random plane ; ]^':Bmq  
    光线数为10000； 3vhnwDcK  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； N{ Z  H  
    形状选为椭圆； IG)s^bP  
    `ps)0!L L`  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. @SZM82qU2z  
    半径选择60度 b2aF 'y/  
    类型选择 Lambertian \%PaceH  
    形状选择 Elliptical p&+;w  
    w(kf  
    波长选择默认默认波长 \drqG&wl  
    Power默认为1 watts VE+IKj!VG0  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 7K)6^r^  
    Bm&kkx.9P  
     /VmR<C?h  
    LED光源设定办法 3)-/`iy#  
    7VcmVq}X  
     ;};wq&b#  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） hX `}Q4(k  
    'smWLz}  
     9Gv[ 8'I  
    波长设定,颜色选为绿色 @d Jr/6Yx  
    :Y9NLbv  
     GpZ c5c  
    功率设定（在Power units选择Watts） ?5_7;Ha  
    G}&Sle]  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane $)3%U?AP  
    *OuStr \o  
     -S3MH1TZ  
    创建平面探测器(plane) J[f;Xlh  
    sR/b$j>i3  
     =Umw$+fJr  
    A.hd Kl  
    6) 创建分析面 Cvn#=6V3  
    sC9&Dgkk  
    pdE3r$C  
     w@N  
    光线滤光器设置 k0T?-iM  
    d&Ef"H  
    7) 执行光线追迹 os/vtyP:a  
    0GJn_@hr  
    ~gGZmT b  
    `uC@nJ  
     ]('D^Ro  
    6/rFHY2q  
    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。 ]Kr `9r),  
    ) /z@vY  
    G "73=8d  
    8) 优化设定 OKoan$#sn  
    liXdNk8  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 >nzdnF_&zW  
    _q~=~nub  
    "HPB!)C8(  
    K_dOq68_  
    O%FPS=  
    定义变量     J>/w5$h5  
    _-EyT  
    hiQha5  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） j ?MAED  
    $sEy%-  
    k{'0[,mx#  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) 0}b tXh  
    /iX+R@  
    9) 优化 y-1 pR  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 qHxqQ'ks;  
    >Z1sb  n  
    i9/aAH0  
    WL'P)lI5  
    b[`Yi1^]%g  
    优化结束后会弹出如下报告 92EWIHEWZ  
    Y'ow  
    ;UxP Kpl  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 utIX  %0  
    ;Rv!k&Df  
    10) 光线追迹与结果分析 |o\8  
    lBaR  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    uuQ(&  
    ;cQ6g` bM\  
    @7B$Yy#  
    >(;{C<6|^  
    优化后透镜的面型如下： m%76i;uP  
    透镜渲染效果
    ({q?d[q[  
     <kCU@SK  
     
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