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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 J?V?R  
    }JF13beU  
    本文您将会学到如下内容： ]OM"ZG/^  
    透镜基本参数输入； ~-ia+A6GIV  
    优化变量与评价函数设定； joFm]3$;  
     优化； YN/|$sMD|  
     照度分析； L uq#9(P  
    I3a NFa}  
    2. 操作流程 "Lzi+1  
    _GV:HOBi  
    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。 ?^7t'`zk  
    K18}W*$ d  
     X3{G:H0\p  
    Z_$%.  
    2) 创建透镜 "H7dft/  
    h{CL{>d  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens = I:.X ;  
    o*-)Tq8GHE  
     I4'5P}1yp  
    DVG(V w  
    3) 输入透镜参数 qyZ" %Kz  
    ( Z619w  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； FEW14 U'O  
    o*b] p-  
    O8+7g+J=!  
    \z>fb%YW  
     \.0^n3y  
    将第二面的圆锥系数改为-1 vUN22;Z\  
    r)lEofX,g+  
    4) 创建LED光源 ? E1<!~  
    -z-C*%~  
     J*r*X.  
    光源类型为Random plane ; vleS2-]|  
    光线数为10000； u8'Zl8 g  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； \MA+f~)9  
    形状选为椭圆； I& 2c&yO  
    ;!=G   
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Vp#JS3Y  
    半径选择60度 _G[g;$ <  
    类型选择 Lambertian Dl<bnx;0  
    形状选择 Elliptical Ghu#XJB?  
    V_R@o3kv;  
    波长选择默认默认波长 44gPCW,u  
    Power默认为1 watts P9GN}GN%v  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 35A|BD) q  
     .t{MIC  
     :{PJI,  
    LED光源设定办法 R] vV*  
    @fHi\W2JG  
     n3T>QgK  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） &T+atL`N  
    Vrjc~>X  
     wu7Lk3  
    波长设定,颜色选为绿色 {'N Z.  
    US+Q~GTA  
     aEFJ;n7m  
    功率设定（在Power units选择Watts） X@'u y<tI-  
    Qk0R a_  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane c#XXp"7k2  
    s28`OKC}  
     pf2[ , v/  
    创建平面探测器(plane) 3]OE}[R  
    J; 3{3  
     z#8~iF1  
    ")_|69 VX  
    6) 创建分析面 ^T( .k=  
    AhCW'.  
    N"pc,Q\xU  
     I.WvLLK2  
    光线滤光器设置 /vY(o1o x  
    5Iy|BRU(%  
    7) 执行光线追迹 &)YQvTzs  
    gcii9vz `  
    w ~.f  
    45=bGf#  
     \6S7T$$ 1m  
    O6Vtu Ws%  
    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。 b1?#81  
    P]<4R:yb  
    `uq8G  
    8) 优化设定 8/DS:uM  
    @*F"Q1 wI  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 8J*"%C$qe  
    heltgRt  
    a:+{f&  
    a[v0%W ]u  
    ?RX3MUN  
    定义变量     w4_ U0 n3  
    G !<Z.]  
    qBU-~"2t  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） ZufR {^W  
    JHW "-b  
    4]rnY~  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) ];}Wfl  
    &w4?)#  
    9) 优化 Hh%I0#  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 &d9{k5/+\  
    Y}@&h!  
    R7]l{2V#^  
    zqd@EF6/bz  
    :fKl]XO  
    优化结束后会弹出如下报告 V @rI`~$  
    ,4 hJT  
    @(l^]9(V\  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 y9_V  
    -Bt k 3  
    10) 光线追迹与结果分析 SEORSS  
    OHv[#xGuV?  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    `{4i)n%e&  
    SD#]$v  
    qsL) }sC^8  
    Us%T;gW  
    优化后透镜的面型如下： p$SX  
    透镜渲染效果
    =Xm@YVf&ZD  
     2`.cK 3  
     
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