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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 b%BwGS(z  
    '};Xb|msU  
    本文您将会学到如下内容： ~EBZlTN  
    透镜基本参数输入； 62"ND+D4  
    优化变量与评价函数设定； dj=n1f+;[  
     优化； *sTQ9 Kr  
     照度分析； `PL!>oa(8  
    &Lw| t_y  
    2. 操作流程 @;0Ep 0[  
    JF7T1T  
    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。 8c9_=8vw  
    :MVD83?4  
     O  tr@jgw  
    TsQMwV_h  
    2) 创建透镜 G>Q{[m$  
    7>nA;F 8_  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens }7V/(K  
    Buo1o&&  
     Q7C'O @  
    __QT lj  
    3) 输入透镜参数 jHd~yCq  
    G`pI{_-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； (n< xoV[e  
    cH#` f4  
    [# _ceg1G  
    +#W5Qb}VR  
     WIg"m[aIs  
    将第二面的圆锥系数改为-1 l6&R g-  
    by {~gu  
    4) 创建LED光源 TzOf&cs/r  
    vn8Ez6<27  
     m*'#`vIbb  
    光源类型为Random plane ; h3:k$`_  
    光线数为10000； X#J[Nn>  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； |89`O^   
    形状选为椭圆； FUDM aI  
    T:si?7CR  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. eaI&DP  
    半径选择60度 Cc^t&Eg  
    类型选择 Lambertian /ZczfM\  
    形状选择 Elliptical Z5+0?X0i  
    = *sP, 6  
    波长选择默认默认波长 I=1tf;Bsi  
    Power默认为1 watts 1}(g=S  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm o5)U3U1|  
    'K0Y@y  
     A >x{\  
    LED光源设定办法 lU@ni(69d  
    Nk 7Q  
     a`T{ 5*@  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） tDi<n}  
    39OZZaWL  
     .G^ .kg ,  
    波长设定,颜色选为绿色 #i~.wQ $1  
    x>t:&Y M  
     _+UD>u{  
    功率设定（在Power units选择Watts） nI 6`/  
    'Ct+0X:D  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Tj>~#~  
    pdE=9l'  
     ?-(E$ll  
    创建平面探测器(plane) !D1F4v[c=  
    hX;xbl  
     4b4nFRnH  
    xbIxtZm  
    6) 创建分析面 #Z fg  
    d/;oNC+  
    Gs-'  
     s,0,w--=  
    光线滤光器设置 w7O(I"  
    iX4/;2B=,  
    7) 执行光线追迹 ;VvqKyUh7`  
    IH{g-#U  
    ]e+S~me  
    {4#'`Eejj  
     75{QBlf<  
    @$Y`I{Xf  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 iLFF "Hs  
    Pj+XKDV]T  
    C7PHZ`<  
    8) 优化设定 >V NMQ  
    NC0x!tJ#7  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Lx2.E1?@  
    Nn%{K a  
    nE,"3X"   
    kRG-~'f%`  
    Vk[m$  
    定义变量     _pW\F(+8  
    C#(4>'  
    H]YPMG<  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） c>I^SY(r%  
    3pm;?6i6  
    2c}>} A4  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) rlW  
    pi+m`O   
    9) 优化 w${=]h*2  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 J8(v65  
    c^I_~OwaE  
    Uw4KdC  
    GYCc)Guc  
    )x#^fN~ 7`  
    优化结束后会弹出如下报告 y&B~UeB:q  
    v2dCna\  
    d&t |Y:,8  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 A"p7N?|%  
    %KRAcCa7  
    10) 光线追迹与结果分析 +K]kGF  
    ^O4.$4t|  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    vxK}f*d  
    YG<?|AS/  
    Q+gQ"l,95  
    'Aai.PE:  
    优化后透镜的面型如下： |no '^  
    透镜渲染效果
    W~FcU+a  
     :*#I1nb$  
     
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