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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 }_ [Bp  
    Ed$;#4  
    本文您将会学到如下内容： H1^m>4ll9  
    透镜基本参数输入； kEr; p{5  
    优化变量与评价函数设定； F\U^-/0,  
     优化； y)%CNH)*x  
     照度分析； hJsYKd8g  
    ;kv/(veQ1<  
    2. 操作流程 ;{%R'  
    F-SD4a  
    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。 &]xOjv/?  
    :K]&rGi,  
     /6@iRswa  
    ;5TQH_g  
    2) 创建透镜 b?Zt3#  
    $~s|%>@  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens d} {d5-_a  
    ~n<U8cm O  
     q` Z_Bw  
    ? ^l{t4  
    3) 输入透镜参数 Yfotq9.=+  
    P9/Bc^5'  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； |?=a84n1l  
    5:r*em  
    a"6AZT"8  
    |:jka  
     BZr$x8%ki  
    将第二面的圆锥系数改为-1 d=J$H<  
    g.9:R=JPT  
    4) 创建LED光源  +?I 1Og  
    oI2YJ2?Je8  
     VP\'p1a  
    光源类型为Random plane ; q5D_bm7,3  
    光线数为10000； AXmW7/Sj"  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； 9f/RD?(1O  
    形状选为椭圆； =iZj&B X  
    g82_KUkB  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. dd=' ;%?  
    半径选择60度 o fw0_)!Q  
    类型选择 Lambertian S="teH[  
    形状选择 Elliptical =!pfgE  
    )4@La&  
    波长选择默认默认波长 wAn}ic".b  
    Power默认为1 watts }g@5%DI]  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 1+0DTqWz  
    pD )$O}  
     FdZG%N>Z  
    LED光源设定办法 ImnN&[Cu  
    +2WvGRC  
     KTzkJx  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） %8N=4vTJ  
    &t0toEj  
     (ZI11[e{  
    波长设定,颜色选为绿色 =Y;w O8  
    }% m:^*@$9  
     COC6H'F  
    功率设定（在Power units选择Watts） e.<y-b?  
    N4z(2.  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane vi :IO  
    265sNaX  
     NjL^FqA[  
    创建平面探测器(plane) ={GYJ. *Ah  
    rEl bzL"&<  
     >AsrPU[  
    Ie14`'  
    6) 创建分析面 B"9/+Yj  
    D-GIrw{>5  
    8T2iqqG/1  
     Q:/BC= ~  
    光线滤光器设置 2G4OK7x  
    "N|gU;~W  
    7) 执行光线追迹 7j <:hF~  
    /6$8djw  
    R"0fZENTG  
    Le*sLuxk<  
     acXB vs  
    Ig*qn# Dd  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 ^I4/{,Ev  
    ) C?emTih  
    p? q~.YY  
    8) 优化设定 :mpR}.^hv  
    ND3(oes+;K  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 S<+/Ep 2  
    mnwYv..ePz  
    ee9nfvG-  
    _Coh11  
    HalkNR-eEm  
    定义变量     kN99(  
    jZ;dY~fE  
    x-Cy,d:YX  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） f"8!uE*;  
    4IW7^Pq`P  
    99<0xN(25  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) ~PoBvHi  
    n<. T6  
    9) 优化 `(RQh@H  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 H,F/u&O  
    &vy/Vd  
    %dyEF8)  
    6@2 S*\&  
    X)tf3M {J@  
    优化结束后会弹出如下报告 d_0r  
    w# t[sI"IT  
    7:Jyu/*]  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 h7EKb-@  
    c]y"5;V8  
    10) 光线追迹与结果分析 YRkp(}*!\  
    #\Q{?F!4  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    GCf3'u  
    J5J$qCJq  
    |Bv?! sjf  
    X C jYm  
    优化后透镜的面型如下： OYWW<N+R2  
    透镜渲染效果
    | Q Y_ci  
     0NN{2"M$p  
     
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