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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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    在线infotek
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 CUJq [  
    lU 62$2  
    本文您将会学到如下内容： {9(0s| pr  
    透镜基本参数输入； $'KQP8M+  
    优化变量与评价函数设定； 7;+G)44  
     优化； ^g4Gw6q 6  
     照度分析； (Y'cxwj%  
    z&QfZs  
    2. 操作流程 HW]?%9a  
    X<5fn+{]S:  
    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。 /4O))}TX  
    wU|@fm"  
     Xfg3q.q  
    3w)r""C&  
    2) 创建透镜 w71YA#cg  
    c2 NB@T9'v  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens gy@=)R/~  
    CNb(\]  
     ^mn!;nu  
    W`PJ flr|  
    3) 输入透镜参数 i.'"`pn_  
    4Q0ZY(2 EO  
    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； p _[,P7  
    w:lj4Z_  
    >3p~>;9sc  
    pl%!AY'oE>  
     T^Ia^B-%}g  
    将第二面的圆锥系数改为-1 mt+i0PIfj  
    V?dwTc  
    4) 创建LED光源 Zb 2pZhkW  
    s .p> ?U  
     y5F+~z }{  
    光源类型为Random plane ; "LTw;& y  
    光线数为10000； ;@=3 @v  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； |l8=z*v<  
    形状选为椭圆； 6HZtdRQF  
    kJmwR  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 0 aH&M4  
    半径选择60度 2!0tD+B  
    类型选择 Lambertian Yw#fQFm  
    形状选择 Elliptical rX)&U4#[m  
    0?$|F0U"J  
    波长选择默认默认波长 K?J_cnJ`  
    Power默认为1 watts C*ep8{B  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm VxDIA_@y  
    S[!6Lw  
     2`*w*  
    LED光源设定办法 )1!<<;@0  
    n4!RGq.}  
     /%g9g_rt#  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） HSysME1X:/  
    gdeM,A|  
     xh:I]('R  
    波长设定,颜色选为绿色 !b_(|~7Lc  
    !*Is0``  
     Bk\Y v0  
    功率设定（在Power units选择Watts） c45 s #6  
    B>c$AS\5y  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 5e. aTW;U  
    ]}lt^7\=  
     N$kxf  
    创建平面探测器(plane) :0:Tl/))  
    ,2$<Pt;  
     'UhHcMh:  
    QNOdt2NN  
    6) 创建分析面  .x%w#  
    i*/i"W<  
    1v|-+p42  
     *gH]R*Q[Rt  
    光线滤光器设置 H;4QuB'^  
    )>{ .t=#  
    7) 执行光线追迹 dscah0T  
    \4wMv[;7  
    _M/N_Fm  
    OJpfiZ@Q_  
     : wS&3:h  
    sR1_L/.  
    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。 ]uox ^HC  
    vcdVck@  
    0]bt}rh  
    8) 优化设定 qZ^ PC-  
    =( |%%,3  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 D<69xT,  
    fYjmG[4  
    Cg]|x+  
    I9 zs  
    '(@q"`n  
    定义变量     l SdA7  
    nC p/.]Y*  
    $h p UI  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） Xd%qebK  
    boEQI=!j\+  
    3GF67]  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) sMGo1pG(  
    7 2JwG7qh  
    9) 优化 ^}Vc||S  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 +"-l~`+<es  
    FzX ;~CA  
    IOZw[9](+  
    1<'z)r4  
    LH(P<k&  
    优化结束后会弹出如下报告 ybiTWM  
    x9>$197  
     bUS:c 2"  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 k)-+ZmMOh  
    y!gPBkG&3n  
    10) 光线追迹与结果分析 QIMd`c  
    |1!fuB A  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    UDr 1t n  
    9JP:wE~y  
    yS~Y"#F!.  
    `f}s<At  
    优化后透镜的面型如下： HNS^:X R  
    透镜渲染效果
    dP_Q kO  
     ,WWd%DF)  
     
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