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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 +2!J3{[J  
    [Q &{#%M  
    本文您将会学到如下内容： T_bk%  
    透镜基本参数输入； pmd=3,D'u  
    优化变量与评价函数设定； Bi9b"*LN  
     优化； #/zPAcV:  
     照度分析； Ml)~%ZbF  
    OI"vC1.5  
    2. 操作流程 <:)T7yVq  
    pIdJ+gu(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。 SovK|b &  
    @^oOXc,r$  
     :9N~wd  
    ',k0 _n?t  
    2) 创建透镜 (#FWA<o  
    bj4cW\b(  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ^& ZlV  
    !={Z]J  
     R,CFU l7Q  
    ^OKCvdS  
    3) 输入透镜参数 yCZV:R;  
    xoI;s}*E  
    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； S0nBX"$u  
    kxt@t#  
    +L1%mVq]y  
    vwDnz /-  
     Jr m<u t  
    将第二面的圆锥系数改为-1 u9rlNmf$  
    \tTZ N  
    4) 创建LED光源 Bsi HVr  
    Wf/Gt\?  
     | Zx  
    光源类型为Random plane ; iLw O4i  
    光线数为10000； 2C^/;z  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； M7{w7}B0@  
    形状选为椭圆； /gT$d2{  
    )O~LXK=b  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. (y%}].[bB  
    半径选择60度 <wUDcF  
    类型选择 Lambertian z?`&HU Nf  
    形状选择 Elliptical z><=F,W  
    K.c6n,'  
    波长选择默认默认波长 22S4q`j  
    Power默认为1 watts o@j]yA.5)  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ^c3~CD5H 3  
    :iJ+ImBpK  
     @sRRcP~  
    LED光源设定办法 e eb`Ao  
    ?WE#%W7U  
     2iHD$tw  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） 0FmYM@Wc  
    T!e ]=  
     U8L%=/N>B  
    波长设定,颜色选为绿色 hI*gw3V  
    braHWC'VYg  
     HbQ `b  
    功率设定（在Power units选择Watts） VqqI%[!Aw  
    i:W.,w%8  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane :xISS  
    S 4uX utd  
     XB*)d 9'8  
    创建平面探测器(plane) Cm g(# $ X  
    Zyxr#:Qm  
     lPyGL-Q  
    c}GmS@  
    6) 创建分析面 P3X;&iT  
    $Kgw6  
    f*KNt_|:  
     K|nh`r   
    光线滤光器设置 Jm&7&si7  
    a;JB8  
    7) 执行光线追迹 $qG;^1$  
    3Ob"R%Yo  
    |}N -5U  
    DXu915  
     QcJ?1GwA"  
    %suSZw`  
    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。 GlkTpX^b  
    \M0-$&[+Z  
    o1<Y#db[  
    8) 优化设定 x0 1n  
    vAWJP_;J  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 /f_w@TR\{  
    AsJN~<0h  
    ) =-$>75Z  
    $SAq/VHI1]  
    dbM~41C6  
    定义变量     J'c]':U  
    AjBwj5K  
    =@(&xfTC  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） ?'ID7mL  
    "D#+:ix8G|  
    {FRUB(68b  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) |Iei!jm  
    ~I[Z 2&I  
    9) 优化 q6DuLFatc*  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 d-/{@   
    6;s.%W  
    D2N| A  
    u^.7zL+  
    Qj;wk lq  
    优化结束后会弹出如下报告 Fy:CG6@X  
    ROcI.tL  
    IoO tn  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 n N.6?a  
    x(oL\I_Z  
    10) 光线追迹与结果分析 ,z<J`n  
    'fpm] *ig  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    BG ,ln(Vz  
    ; kPx@C   
    %N5gQXg  
    4<%(Y-_sF  
    优化后透镜的面型如下： }AfX0[!O  
    透镜渲染效果
    iF]G$@rbU  
     Do1 Ip&X  
     
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