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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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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 3(UVg!t  
    "Y.y:Vv;  
    本文您将会学到如下内容： to&m4+5?6  
    透镜基本参数输入； 8?C5L8)  
    优化变量与评价函数设定； .S4u-  
     优化； 4&iCht =  
     照度分析； "gwSJ~:ds  
    D/' dTrR  
    2. 操作流程 7-A2_!_x{  
    d"Y{UE  
    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。 2t,zLwBdnJ  
    8b=_Y;  
     P'rb%W  
    Q59W#e)  
    2) 创建透镜 _ x*3PE  
    {xB3S_,8  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens T]$U""  
    Vw"\{`  
     % u6Sr5A[s  
    `y0FY&y=  
    3) 输入透镜参数 048kPXm`  
    #LCb  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； )`}:8y?  
    :Tq~8!s  
    %XTI-B/K  
    :@&/kyGH  
     Q@HV- (A  
    将第二面的圆锥系数改为-1 g,Y/M3>(  
    B erwI 7!=  
    4) 创建LED光源 u=yOu^={  
    .|=\z9_7S8  
     1 {)Q[#l  
    光源类型为Random plane ; \j.:3X r  
    光线数为10000； P|> ~_$W  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； O H7FkR  
    形状选为椭圆； g `4<9RMun  
    QCJM&  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. )}ROLe  
    半径选择60度 YbLW/E\T  
    类型选择 Lambertian y?!"6t7&  
    形状选择 Elliptical |'2d_vR  
    hzC>~Ub5  
    波长选择默认默认波长 < 7$1kGlA  
    Power默认为1 watts  C.QO#b  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm -.3w^D"l  
    F5#YOck&,  
     zn(PI3+]!  
    LED光源设定办法 ~_ a-E  
    2BobH_ H  
     tI{_y  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） bjS {(  
     LIdF 0  
     3ANQaUC  
    波长设定,颜色选为绿色 ,2)6s\]/b  
    ]N[ 5q=A5  
     c"xK`%e  
    功率设定（在Power units选择Watts） 9{uO1O\  
    c:g'.'/*  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane {_dvx*M  
    ,Lt[\_  
     [8*)8jP3  
    创建平面探测器(plane) a}u Sm/S  
    l@:0e]8|o  
     [S W_C  
    ]:\dPw`A  
    6) 创建分析面 ?'je)F  
    bu"!jHPB  
    D sWS Gb  
     -!9G0h&i|  
    光线滤光器设置 FCn_^l)EA  
    6`-jPR  
    7) 执行光线追迹 *\q d  
    i 3SHg\~Z  
    3[f): u3"  
    8sCv]|cn  
     ei{eTp4HpV  
    o8vug$=Z  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 +'w3 =2Bo  
    4'Zp-k?5`  
    dq[xwRU1  
    8) 优化设定 x$%!U[!3  
    e~':(/%|5;  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 <d_!mKw  
    eR"<33{  
    V2G6Kw9gt  
    I!?}jo3  
    2 Vrw  
    定义变量     ! v0LBe4  
    Wxe0IXq3Nn  
    O7IJ%_A&  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） w+{LAS  
    vZoaT|3 G]  
    v}Fr@0%  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) m9Hit8f@Q  
    VAu&@a`  
    9) 优化 3%ZOKb"D*  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 ZQ0F$J)2~  
    DDH:)=;z  
    '08=yqy4N  
    # Vha7  
    {Dmjm{   
    优化结束后会弹出如下报告 6i~WcAs  
    4_cqT/  
    $p?aVO  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ZJ[ ??=Gz  
    :Z z '1C  
    10) 光线追迹与结果分析 h2""9aP !  
    Z/;aT -N  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    hfy_3}_  
    cjIh}:| '  
    tC9n k5~  
    }~e%J(  
    优化后透镜的面型如下： w)Qp?k d  
    透镜渲染效果
    7x4PaX(  
     j ?(&#  
     
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