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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 W@>% {eE  
    ]dVGUG8  
    本文您将会学到如下内容： \eTwXe]Pv  
    透镜基本参数输入； j\yjc/m  
    优化变量与评价函数设定； ZT*ydln  
     优化； =<C: d  
     照度分析； P-[-pi@  
    v4<nI;Ux  
    2. 操作流程 v@sIHb  
    +SzU  
    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。 SZ7:u895E  
    H.P_]3f  
     a9e>iU  
    t mn tp  
    2) 创建透镜 2F[ q).  
    E#RDqL*J  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens sQ3 [<  
    %jJG>T  
     Xxj- 6i  
    z9f-.72"X  
    3) 输入透镜参数 #!B4 u?"m  
    Ha#= (9.  
    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； >fG3K`  
    UsG~row:!  
    @ )F)S 7  
    KRbvj  
     !vi> U|rh  
    将第二面的圆锥系数改为-1 `?H]h"{7Q  
    +.8 \p5  
    4) 创建LED光源 umBICC]CU  
    $GV7o{"&  
     Y;eZ9|Ht9  
    光源类型为Random plane ; %fZJRu 1b  
    光线数为10000； Y>z>11yEB0  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； ZmqKQO  
    形状选为椭圆； Wb,KjtX  
    ";lVa'HMZ  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. uh_RGM&  
    半径选择60度 Oxnp0 s  
    类型选择 Lambertian 2ACCh4(/P  
    形状选择 Elliptical eu|YCYj)g  
    8$cLG*=h4  
    波长选择默认默认波长 m,28u3@r  
    Power默认为1 watts ZgJQ?S$D  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm <V'@ks%  
    T.F!+  
     5<k"K^0QS  
    LED光源设定办法 _{O>v\u  
    yF:1( 4  
     jdP2Pf^^  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） X #dmo/L8  
    OKZV{Gja  
     TprTWod2]t  
    波长设定,颜色选为绿色 tIi&;tw]  
    eeg)N1\  
     R-wp9^  
    功率设定（在Power units选择Watts） iU918!!N   
    lBE= (A`  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ^0 )g/`H^>  
    )}R0Y=e  
     %`r$g[<G  
    创建平面探测器(plane) Ty\R=y}}  
    :VBV&l` [  
     `7Q<'oK  
    M^Yh|%M  
    6) 创建分析面 ;;Y! ^^g  
    9=M$AB  
    g/_5unI}u  
     P[-E@0h)-t  
    光线滤光器设置 +/7?HGf  
    8%mu8l  
    7) 执行光线追迹 :G=fl)!fE  
    TqQB@-!  
    K3&qq[8.e  
    c]<5zyl"j1  
     wu6;.xTLl  
    Wb_J(!da  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 M?49TOQA  
    .LZ?S"z$ w  
    r6Dz;uz  
    8) 优化设定 bs&43Ae  
    qwcD`HV,  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ]cvwIc">  
    *Q.>-J<S  
    i"FtcP^  
    8`{:MkXP  
    iyE7V_O T  
    定义变量     B@))8.h]  
    Po0A#Zl  
    R^fPIv`q  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） v~C Czg  
    cZ*@$%_  
    3`?7 <YJ  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) S+6.ZZ9c  
    G _tCmu\  
    9) 优化 \l0[rcEf  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 "{xrL4BtC  
    RBd7YWo\|j  
    n&/ `  
    N>1em!AS  
    hfB%`x#akQ  
    优化结束后会弹出如下报告 {TROoX~H?  
    MchA{p&Ol  
    YP<ms  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ^DLfY-F+j  
    |-ALklXr  
    10) 光线追迹与结果分析 E]d. z6k  
    =XQ%t @z0  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    ,qwuLBW  
    -i|}m++  
    ~8+ Zs  
    e`s ~.ZF  
    优化后透镜的面型如下： 8Fh)eha9f  
    透镜渲染效果
    >y>5#[M!  
     .Efk*  
     
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