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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 Rs`Y'_B  
    {N`<e>A]{  
    本文您将会学到如下内容： ooxzM `  
    透镜基本参数输入； eNskuG|1  
    优化变量与评价函数设定； 9`VF [* 9  
     优化； pIjVJ9+j  
     照度分析； Z-V%lRQ=b  
    ,3[<C)'[  
    2. 操作流程 -v2q:x'G#  
    Tj~#Xc  
    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。 Lu5.$b  
    PA[Rhoit,  
     NGzqiu"J  
    YA8~O5  
    2) 创建透镜 F'Vl\qPt  
    x/^zNO\1  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens +Ea X S  
    -JQg{A  
     \5_^P{p7<  
    32/P(-  
    3) 输入透镜参数 IH}L1i A)  
    (`*wiu+i  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； <5^(l$IBj  
    .`RC,R`C  
    m^+ ~pC5  
    AXI:h"so  
     "xI[4~'`:  
    将第二面的圆锥系数改为-1 2"^9t1C2  
    S!cXc/H-R  
    4) 创建LED光源 T`;M!-)2  
    y?hW#l~#X  
     %tLq&tyeY  
    光源类型为Random plane ; Sa~C#[V  
    光线数为10000； iB-s*b<`~  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； (iP,YKG1?  
    形状选为椭圆； )UUe5H6Hd0  
    /ep~/#Ia  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. xnOlV  
    半径选择60度 Z;s-t\C  
    类型选择 Lambertian b>WT-.b0  
    形状选择 Elliptical vL0Ol -Vt  
    7F~+z7(h  
    波长选择默认默认波长  (v}:  
    Power默认为1 watts zBfBYhS-  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm BD+?Ad?  
    @9a=D<'>  
     Hq$ |j,&?  
    LED光源设定办法 sxtGl^,mU:  
    Tkf !Y?  
     U4JN,`p{  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） ?YO%]mTP  
    }fZBP]<I(  
     PMcyQ2R->  
    波长设定,颜色选为绿色 f' S"F  
    (#qVtN`t  
     " cg>g/  
    功率设定（在Power units选择Watts） cO9Aw!  
    7(Kc9sJC%%  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane WTx;,TNG  
    1\uS~RR  
     EK_^#b  
    创建平面探测器(plane) aT#|mk=\  
    iqeGy&F-  
     cALs;)z  
    w0iE x1i  
    6) 创建分析面 @T"385>  
    0sa EcJ-  
    *VB*/^6A  
     4y]*"(sQ;  
    光线滤光器设置 QR4o j  
    ,PY e7c  
    7) 执行光线追迹 |(5=4j]  
    p(Mv^ea  
    3]acfCacC  
    XJ9>a-{  
     :|Cf$2k7  
    vNIQc "\-  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 MZ'HMYed   
    2X`M&)"X  
    |wx1 [xZ  
    8) 优化设定 {;U:0BPI3  
    :nI.Qa'"H  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 2ip~qZNw><  
    r+Y1m\  
    v]v f(]""  
    EZ4qhda  
    z5I<,[`  
    定义变量     OuoZd!"qf  
    Ad`IgZ  
    .;'xm_Gw<  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） tR3hbL$W  
    Zh@\+1]  
    b~}}{fm&f  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) CJ_B.  
    N@}U;x}  
    9) 优化 >qCT#TY  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 SDkN  
    4.8,&{w<m  
    Rjf |  
    7_RU*U^  
    PA E)3  
    优化结束后会弹出如下报告 m N{$z<r  
    F&0rI8Nr  
    4?Io@[7A)  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 vzL>ZBe Z  
    x{m)I <.:  
    10) 光线追迹与结果分析 ,3wo  
    {RK#W~h  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    GCrN:+E0FJ  
    ;(V=disU/  
    <YC{q>EMc  
    f: R h9  
    优化后透镜的面型如下： aUnm9u r  
    透镜渲染效果
    ~'ovJ46tx  
     sEoS|"  
     
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