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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 #H9J/k_  
    MExP'9  
    本文您将会学到如下内容： H/!_D f  
    透镜基本参数输入； jP*5(*[&y  
    优化变量与评价函数设定； ;O7CahdF  
     优化； 7WZ).,qxY  
     照度分析； RU} M&&  
    ;r(hZ%pD  
    2. 操作流程 AhjK*nJF  
    r>v_NKS]t  
    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。 dWR0tS6vR`  
    W i a%rm  
     C>%2'S^.b  
    \ ;.W;!*  
    2) 创建透镜 z#qlu=  
    sW/^82(dM  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens R"Ol'y{  
    ^[]G sF  
     T KpX]H`  
    *=]hc@  
    3) 输入透镜参数 2&*r1NXBE  
    S}=d74(/n  
    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； pk&kJ307  
    _g+^jR4  
    i:ar{ q  
    J23Tst#s  
     U68o"iE  
    将第二面的圆锥系数改为-1 fhx_v^< X  
    bLMN9wGOgK  
    4) 创建LED光源 //C3tW  
    F@e9Dz|  
     I!IWmU6FN  
    光源类型为Random plane ; m.ib#Y)y  
    光线数为10000； 9}e`_z  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； MCN}p i  
    形状选为椭圆； nSxFz!  
    7CfHL;+m<4  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. EsA)o 5  
    半径选择60度 Gc=#  
    类型选择 Lambertian &WW|! 6  
    形状选择 Elliptical cx?XJ)  
    zZ3Ko3L%g_  
    波长选择默认默认波长 P;R`22\3  
    Power默认为1 watts LfD7 0r\  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm P]*,955*)  
    NFT&\6!o  
     BbA7X  
    LED光源设定办法 CR$\$-  
    p|Po##E}g^  
     FX QUj&9  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） BLzl XhHn  
    ` <+MR6M  
     <Wgp$qt;  
    波长设定,颜色选为绿色 OZ2gIK  
    !Yx9=>R  
     ^O_E T$  
    功率设定（在Power units选择Watts） XW]'by  
    $[5S M>e]  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane @1_M's;  
    1m$:Rn^  
     =<ngtN  
    创建平面探测器(plane) I^h^QeBis  
    d>j`|(\  
     sTx23RJ9  
    {DzOXTI[Y  
    6) 创建分析面 9ohaU  
    .W[ 9G\  
    }GV5':W@WG  
     (~ 6oA f  
    光线滤光器设置 E1)7gio  
    6\jhDP@`9  
    7) 执行光线追迹 V\U,PNkZQ  
    }=.:bwX5  
    *&7F(  
    a o"\L0;{  
     =ELl86=CG  
    3aL8GMiu  
    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。 8_yhV{  
    >NL4&MV:  
    TGUlJLT  
    8) 优化设定 i7N|p9O.  
    5,H,OZ}  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 46 p%y  
    1DzI@c~X  
    AXK6AZjX  
    ,E YB E  
    /)Ga<  
    定义变量     =8Bq2.nlR  
    ~yrEB:w`_  
    %3ieR}:/e&  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） 9d5|rk8VS  
    uH"W07  
    j>D[iHrH  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) #`kLU:  
    @fjVCc;  
    9) 优化 ^p@ #  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 xfAnZBsVo  
    CAs8=N#H%  
    AEUXdMo  
    c5vi Y|C^  
    9/LnO'&-  
    优化结束后会弹出如下报告 gk-g!v&  
    reO^_q'  
    &@dMIJK"(  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 p|q}z/  
    VZ o,AP~  
    10) 光线追迹与结果分析 ke~S[bL%-  
    xD|/98  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    VH>?%aL  
    MPS{MGVjbJ  
    2Pa Rbh{"  
    FF}A_ZFY  
    优化后透镜的面型如下： Hea76P5$P+  
    透镜渲染效果
    \os iY ^  
     7UVhyrl  
     
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