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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 ].j;d2xT\  
    Lwg@*:`d  
    本文您将会学到如下内容： U2DE"  
    透镜基本参数输入； 1%?J l~M  
    优化变量与评价函数设定； Ri}n0}I  
     优化； XL/?v" /  
     照度分析； ,,Dwb\B}  
    2\Vzfca  
    2. 操作流程 c teUKK.|)  
    e Akjpc  
    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。 `|1#Vuk  
    D=w5Lks  
     JY+ N+c\  
    ov{  
    2) 创建透镜 Wb_'X |"u  
    wz-#kH5?  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ;_.%S*W\  
    ~v 2E<S3  
     0$-N  
    ;'.[h*u~<  
    3) 输入透镜参数 <_S>-;by  
    *LTFDC  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； -/>SdR$D7  
    5$,dpLbL  
    ]*8K4n G  
    Z\{"/( Hi  
     U{2[n F  
    将第二面的圆锥系数改为-1 8\+Q*7~@i  
    ,qS-T'[v,(  
    4) 创建LED光源 Fxu'(xa  
    ;TAf[[P  
     t,mD{ENm&  
    光源类型为Random plane ; H1]An'qz,  
    光线数为10000； pq 4/>WzE  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ；  Pa .D+  
    形状选为椭圆； vjy59m  
    +ht -Bl  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. wzr3 y}fCe  
    半径选择60度 jt?937{  
    类型选择 Lambertian s3+^q  
    形状选择 Elliptical >a@c5  
    LV4]YC  
    波长选择默认默认波长 eIz T(3(  
    Power默认为1 watts Gz]p2KBg  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm f?_UT}n  
    3d qj:4[f  
     iRo/~(  
    LED光源设定办法 nATEv2:G  
    wHSas[4k  
     _S43_hW  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） G+^Q _w  
    n+db#qAj5  
     GA, 6G [E  
    波长设定,颜色选为绿色 g1JBssw&m  
    Bn83W4M  
     _5F8F4QY`  
    功率设定（在Power units选择Watts） uyt]\zVT  
    xef@-%mcoy  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane xn49[T  
    <r_L-  
     (nWi9(}J  
    创建平面探测器(plane) LTGKs^i4  
    0v%ZKvSID  
     86c@Kk7z  
    ,qF;#nB-  
    6) 创建分析面 s2-`}LL  
    {&_1/  
    %#!`>S)O  
     &,pL3Qos  
    光线滤光器设置 Sm6hyZFy  
    K !&{k94  
    7) 执行光线追迹 [89qg+z  
    *Uvh;d{  
    :"Vfn:Q  
    W'l &rm@  
     :x*|?zII  
    ai7*</ls  
    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。 /%w9F  
    v7?sXW  
    2!Ip!IQ:  
    8) 优化设定 =Ri'Pr x&  
    !;";L5()  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 YGRv``(  
    J7FCW^-`3  
    DH(Q md  
    Tx)X\&ij&  
    Algk4zfK2,  
    定义变量     =+K2`=y;WF  
    1bW[RK;GE  
    g3r4>SA  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） e;1n!_l\  
    %d..L-`]ET  
    &/K:zWk3mx  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) {U:c95#.!S  
    q.s2x0  
    9) 优化 II !Nr{A  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 jS LNQ  
    |P{K\;-  
    ~&>|u5C*@  
    f9A^0A?c  
    ,2H@xji [  
    优化结束后会弹出如下报告 H5@N<v5 u  
    dgb#PxOMH  
    !+qy~h  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ?LP&VU1  
    5r;M61  
    10) 光线追迹与结果分析 ?.&]4z([  
    e K%~`Y  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    $O}:*.{(W  
    $vlc@]~d`&  
    h{s- e.  
    }O+F#/6  
    优化后透镜的面型如下： Ey5E1$w%&  
    透镜渲染效果
    x.Sq2rw]V  
     ?NV3]vl  
     
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