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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 &;XAuDw4+i  
    {cB+mh;mJ>  
    本文您将会学到如下内容： %q!8={J8  
    透镜基本参数输入； JYrY[',u  
    优化变量与评价函数设定； nSF``pp+  
     优化； WVmq% ,7  
     照度分析； -zp0S*iP7  
    B3H|+  
    2. 操作流程 :(a]V"(&Eq  
    y" 6y!  
    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。 7_.11$E=H  
    yz-,)GB6  
     VA"*6F   
    Cw~RJ^a_  
    2) 创建透镜 Yk'9U-.mc  
    :N<.?%Kf  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Mn$]I) $  
    HQUeWCN  
     2:BF[c`  
    ~go fQ  
    3) 输入透镜参数 6*qL[m.F[o  
    =/u% c!  
    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； V7Z4T6j4  
     QV h4  
    s0*0 'f  
    EyI}{6~F  
     ZxG}ViS4I  
    将第二面的圆锥系数改为-1 i.xXb [M+  
    &-czStQ  
    4) 创建LED光源 /^$UhX9v  
    tV_t6x_.  
     R64!>o"nED  
    光源类型为Random plane ; Ul_M3"Z  
    光线数为10000； ?9HhG?_x  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； Qd_Y\PzS  
    形状选为椭圆； R g?1-|Tj  
    YXU|h  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. KJ?y@Q  
    半径选择60度 l"{Sm6:;-  
    类型选择 Lambertian G/d4f?RU  
    形状选择 Elliptical B aO1/zk  
    u>Rb ?`  
    波长选择默认默认波长 #Ei,(xiP  
    Power默认为1 watts /Y&02L%\3s  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm $55U+)C<  
    c{>uqPTY  
     )jCo%P/  
    LED光源设定办法 D?~8za`5  
    [k[u*5hP|F  
     sow d`I~  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） 9Ew7A(BG_3  
    4g}FB+[u  
     /({;0I*!i  
    波长设定,颜色选为绿色 !@I}mQ ~  
    tp:\j@dB  
     ZUp\Ep}  
    功率设定（在Power units选择Watts） 6CC&Z>  
    !ph" mf$-  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane <]Wlx`=/D  
    1`LXz3uBe  
     <e)o1+[w  
    创建平面探测器(plane) )9B:wc"  
    #5&jt@NS  
     cBYfXI0`  
    659v\51*  
    6) 创建分析面 {ub/3Uh  
    EPX8Wwf  
    0rokR&Y-d  
     y/? &pKH^  
    光线滤光器设置 #FYAV%pi  
    +'#oz+  
    7) 执行光线追迹 =q(GHg;'  
    ~u&|G$1!0  
    \aP6_g:N}  
    4'Xgk8)  
     %8)W0WMe  
    V &Mf:@y  
    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。 wP"q<W g  
    +m,!e*g  
    *zVvQ=  
    8) 优化设定 2.Yi( r  
    =l942p  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 68R1AqU_  
    *~z#.63oZ  
    8cm@a*2%  
    ]M,06P>?  
    ?mRE'#  
    定义变量     Q;h3v1GC\P  
    LD(C\  
    /&Jv,[2kV  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） sI 4yG  
    uCzii o`S  
    O.k \]'  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) ivrXwZ7jT  
    r$nkU4N'  
    9) 优化 7w58L:)B.  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 $zkH|] zZ  
    3gfimD$_E  
    R[A5JQ$[  
    45}v^|Je\  
    iRV ;Fks  
    优化结束后会弹出如下报告 &K:' #[3V  
    m/USC'U%  
    *,#q'!Hq  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 #Ws 53mT  
    }++5_Z_  
    10) 光线追迹与结果分析 [{F%LRCo-  
    ,9ml>ji`=  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    Li`hdrO'ii  
    g0#q"v55  
    17py ).\  
    pZ+j[!  
    优化后透镜的面型如下： (:$9%,x  
    透镜渲染效果
    %"7WXOv&z  
     W\ULUK  
     
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