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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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    在线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 *2/6fhI[p  
    rddn"~lm1  
    本文您将会学到如下内容： Wxgs66   
    透镜基本参数输入； M7#CMLy  
    优化变量与评价函数设定； ;CuL1N#I  
     优化； s"~,Zzy@j  
     照度分析； F*Ul#yX  
    3f:]*U+O  
    2. 操作流程 [q^pMH#U"  
    J ayax]u7J  
    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。 %Rf{v5  
    T0cm+|S  
      < B!f;  
    4$4Tx9C  
    2) 创建透镜 SN`L@/I  
    y,c \'}*H  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 7 ,Q7`}gBf  
    Mb97S]878I  
     COD^osM@  
    j`_Z`eG  
    3) 输入透镜参数 |7.X)h`  
    PGb}Y {  
    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； mn(MgJKQ\  
    QRF:6bAxsL  
    G#='*v OtO  
    c~6ywuq+M`  
     Y"dTm;&  
    将第二面的圆锥系数改为-1 m-q O yt  
    ;cb='s  
    4) 创建LED光源 F |_mCwA  
    v4\ m9Pu4  
     y }h2  
    光源类型为Random plane ; \;+b1  
    光线数为10000； o+\?E.%%g  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； e)i-$0L"  
    形状选为椭圆； ]agdVr^  
    5yp  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 5KssfI a  
    半径选择60度 o Y<vKs^  
    类型选择 Lambertian 7K!n'dAi6  
    形状选择 Elliptical ^(:na6C  
    ON"V`_dq+M  
    波长选择默认默认波长 / $'M  
    Power默认为1 watts K81&BVx/  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 9y)}-TcSpY  
    5=!aq\ 5  
     s ZokiFJ  
    LED光源设定办法 X4"[,:Tw  
    x/ P\qI  
     1z3I^gI*i  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） ],wzZhA  
    4Q\~l(  
     be.Kx< I  
    波长设定,颜色选为绿色 =I+5sCF{g  
    *yW9-(  
     ?_/T$b ]  
    功率设定（在Power units选择Watts） fJY b)sN  
    -AKbXkc~\  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane @Tsdgx8  
    6<UI%X  
     <%oT}K\;  
    创建平面探测器(plane) `=8G?3  
    tNW0 C]  
     %'dsb7n  
    =}W)%Hldr.  
    6) 创建分析面 K]i2$M  
    E+eC #!&w  
    &MP8.( u `  
     DzY`O@D[  
    光线滤光器设置 oF0*X$_X  
    p*=9Ea:  
    7) 执行光线追迹 ~|e H8@o  
    +@#-S  
    dJZ 9mP!d  
    glWa?#1  
     .eDI ZX  
    ]&L[]  
    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。 N_E :?Jo  
    k12mxR/  
    hC2Ra "te)  
    8) 优化设定 B4# gT  
    6j~'>w(F  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ]b@:?DX8  
    %MN>b[z  
    bC]GL$ph9*  
    MbC&u:@ "v  
    mg4: N  
    定义变量     a~[]Ye@H  
    HoKN<w  
    oJEjg>%n  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） m2Q#ATLW  
    C$EvcF% 1  
    C)Hb=  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) tPho4,x$  
    XZ&q5]PJI  
    9) 优化 `LCxxpHi|  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 NU|T`gP  
    F!yejn [  
    9Z_98 Rh  
    v\ Xk6k  
    GvT'v0&+  
    优化结束后会弹出如下报告 gkNvvuQXc  
    4 5\%2un  
    'B4j=K*  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 X2p9KC  
    %y;Cgo[  
    10) 光线追迹与结果分析 1PJ8O|Z t8  
    KcX] g*wy  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    N{6Lvq[8  
     zWIC4:  
    W%RjjL J@  
    `;!v<@:i2  
    优化后透镜的面型如下： /S+gh;2OC  
    透镜渲染效果
    Y: XxTa*  
     NEh5    
     
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