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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 p}~JgEE  
    ?%[@Qb=2  
    本文您将会学到如下内容： c`w}|d]mC  
    透镜基本参数输入； Iit; F  
    优化变量与评价函数设定； f 6>b|k~  
     优化； @lrztM  
     照度分析； )Y{L&A  
    V {ddr:]4  
    2. 操作流程 FWgpnI\X|{  
    S;#'M![8  
    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。 h MD|#A-<  
    -k e's  
     >_T-u<E  
    )1`0PJoHE  
    2) 创建透镜 fJ!R6D  
    }Oq5tC@$G  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens r52gn(,  
    Pw"-S?`(  
     Z,Dl` w  
    I:1C8*/  
    3) 输入透镜参数 T}v4*O.,  
    f(y:G^V  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； =MDys b&:  
    [?N~s:}  
    {fT6O&br  
    ;+ hH  
     M gi,$H  
    将第二面的圆锥系数改为-1 LBDjIpR6  
    Si;H0uPO  
    4) 创建LED光源 +Q"4Migbe@  
    P8/0H(,  
     #BH*Z(  
    光源类型为Random plane ; 3 {sVVq5Y  
    光线数为10000； [2 M'PT3  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； 1f=gYzuO)  
    形状选为椭圆； }y gD3:vN7  
    DT&@^$?  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. LsU9 .  
    半径选择60度 5vnrA'BhBU  
    类型选择 Lambertian <bEbweQrgm  
    形状选择 Elliptical ^v7gIC  
    &`2)V;t  
    波长选择默认默认波长 m#\ dSl}  
    Power默认为1 watts R.yvjPwJ  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 8XE7]&)];  
    z9Rp`z&`E  
     J)p l|I  
    LED光源设定办法 l}K37f  
    d<P\&!R(  
     kc`Tdn  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） <=C!VVk4f  
    O)r4?<Q  
     ds[|   
    波长设定,颜色选为绿色 rf{rpe$  
    FXkM#}RgNm  
     *VxgARIL  
    功率设定（在Power units选择Watts） xdkZdx>N  
    FJ)$f?=Qd  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane smo~7;  
    <frutU16\  
     4~Q/"hMSkO  
    创建平面探测器(plane) L) T (<  
    _E.>`Q  
     PB\x3pV!}  
    svH !1 b  
    6) 创建分析面 1o{Mck  
    1#+S+g@#  
    \LexR.Di  
     dDLeSz$b  
    光线滤光器设置 t\7[f >  
    r3UUlR/Do  
    7) 执行光线追迹 E$p+}sP(C  
    t;\Y{`  
    sLxc(d'A  
    Q>i^s@0  
     ##"HF  
    JDT`C2-Q  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 [MY|T<q  
    9p(. A$  
    7J<5f)  
    8) 优化设定 JIq=* '  
    $yNS pNmT0  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 c\AfaK^KF  
    C]A.i2o8  
    A2Gevj?F$  
    [`7ThHX  
    zy }$i?  
    定义变量     ^k9I(f^c-_  
    @E|}Y  
    HN|%9{VeB  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） {R6ZKB  
    97!;.f-  
    A~70  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) _I5Y"o  
    pFjK}J OF  
    9) 优化 o?\?@H  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 (SAs-  
    =D"#U#>;7&  
    d7bS wL  
    <wD-qTW  
    }0Ed ]  
    优化结束后会弹出如下报告 f4|rVP|x  
    {"KMs[M  
    92oFlEJ  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 :d'8x  
    }k.Z~1y  
    10) 光线追迹与结果分析 e+fN6v5pU  
    7B66]3v  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    K]w'&Qm8W  
    /N.U/MPL_  
    X#^[<5  
    z<' u1l3  
    优化后透镜的面型如下： p9-K_dw3X@  
    透镜渲染效果
    nAlQ7 '  
     + v:SM 9  
     
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