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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 Jh=.}FXnjL  
    m4oj1h_4  
    本文您将会学到如下内容： ]  &"`  
    透镜基本参数输入； ; 8DtnnE  
    优化变量与评价函数设定； `<d.I%}  
     优化； iYvzZ7 8f  
     照度分析； ,M?8s2?  
    -O?HfQ  
    2. 操作流程 Qx,#Hj  
    |[iO./ zP  
    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。 5o 5DG  
    Miw=2F  
     I50Ly sM  
    sV2D:%\K:  
    2) 创建透镜 LKcp.i  
    A32Sdr'D  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens t !6sU]{  
    #`gX(C>  
     `.O$RwC&7B  
    )#M$ov  
    3) 输入透镜参数 [zN*P$U]  
    K;"oK  
    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； |wv+g0]Pg^  
    x3FB`3y~s  
    7glf?oE  
    W`vPf  
     Ewr2popK  
    将第二面的圆锥系数改为-1 b3[[ Ah-  
    oY0b8=[  
    4) 创建LED光源 $dKfUlO  
    ]zyT_}&  
     N".BC|r  
    光源类型为Random plane ; )8g& lyT  
    光线数为10000； mMllen  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； &l ]F&-  
    形状选为椭圆； 5EQ)pH+  
    D=z="p\  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. M0lJyz J  
    半径选择60度 v\8v'EDP  
    类型选择 Lambertian "@ ^<~bw  
    形状选择 Elliptical |-{e!&  
    qzvht4  
    波长选择默认默认波长 ca3zY|Oo  
    Power默认为1 watts xg, 9~f[  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm Q`'cxx  
    K]B`&ih  
     cSB_b.@"1  
    LED光源设定办法 f?=0Wzb  
    w=!xTA  
     qvo!nr7  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） w<THPFFF"  
    zfI{cMn'J  
     '[8w8,v(  
    波长设定,颜色选为绿色 /*fx`0mY)  
    {aV,h@>  
     LNR1YC1c  
    功率设定（在Power units选择Watts） w/ZP. B  
    b|k^   
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane zQ,M795@EA  
    "{E%Y*  
     q] pHD})O  
    创建平面探测器(plane) .p=J_%K}0x  
    &g90q   
     _i7yyt;h  
    A#?Cts ,M  
    6) 创建分析面 P8h|2,c%  
    Q.jThP`p  
    73S N\  
     'j{o!T0  
    光线滤光器设置 dQrz+_   
    Y=Ic<WHR  
    7) 执行光线追迹 A:y^9+Da  
    ?R sPAL  
    W+8s>  
    y"7*u 3>"  
     YW~ 9N  
    di+ |` O  
    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。 wBw(T1VN  
    LcA7f'GVK  
    A2L"&dl  
    8) 优化设定 B0Z>di:  
    x<rS2d-Y  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 lcEK&AtK  
    ]gnEo.R  
    j -"34  
    M6A0D+08  
    .]4MtG  
    定义变量     m##!sF^k~J  
    pQc-}o"  
    RS&BS;  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） tcl9:2/^]  
    $.w$x1  
    <2<2[F5Q%  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) j@+$lU*r  
    3HcduJntl  
    9) 优化 aY .cx1"  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 5wAKA`p"z  
    /+`%u&<  
    @T L|\T  
    K8 [Um!(  
    =6 zK 1Z  
    优化结束后会弹出如下报告 KTot40osj  
    F(lJ  
    .I#_~C'\  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 W?kJ+1"(  
    tEo-Mj5:  
    10) 光线追迹与结果分析 `J03t\  
    &\cS{35  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    A*/8j\{n  
    za 7+xF  
    I7=A!C"  
    \ %MsG  
    优化后透镜的面型如下： q7soV(P  
    透镜渲染效果
    biw . ~  
     iV#A-9  
     
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