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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 GF/p|I D  
    U5Ho? `<  
    本文您将会学到如下内容： &_90E  
    透镜基本参数输入； wH${q@z_  
    优化变量与评价函数设定； /{kyjf[o&*  
     优化； swLgdk{8n  
     照度分析； :sPku<1is  
    nM0nQ{6  
    2. 操作流程 [Z5x_.k"I  
    Z(}x7jzW  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 z ~VA#8>  
    M2zfN ru  
     LiB0]+wzj  
    Gg.w-&  
    2) 创建透镜 #!`zU4&2  
    '}rDmt~  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens G0(c@FBK  
    5W{>5.Arx)  
     `jZX(H   
    k Lv_P[I  
    3) 输入透镜参数 %MjPQ  
    /t9w%Y  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； quKD\hL$  
    pKH4?F  
    %cm5Z^B1"  
    Y?5yzD:  
     #63/;o:l$  
    将第二面的圆锥系数改为-1 rL,)Tc|"  
    v;RQVH;,  
    4) 创建LED光源 h3)KT+7.  
    n]$vCP  
     ~.@fk}'R  
    光源类型为Random plane ; OUdeQO?  
    光线数为10000； C3b'Q  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； iZSSd{jO  
    形状选为椭圆； Asn0&Ys4  
    9e1 6 g  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. xLD6A5n,[  
    半径选择60度 v:HgpZo+  
    类型选择 Lambertian mhVoz0%1X  
    形状选择 Elliptical Gz6GU.IyQy  
    ?X9 =4Z~w  
    波长选择默认默认波长 $@Ay0GEI"  
    Power默认为1 watts LNN:GD)>  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm hL3,/^;E,  
    XeB>V.<y  
     $3[cBX.=  
    LED光源设定办法 DdQf %W8u  
    8;!Eqyt  
     dH/t|.%  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） \Zh)oUHd  
    ( Lu.^  
     QhG-1P3#  
    波长设定,颜色选为绿色 _5K_YhT  
    8x9kF]=  
     $HXB !$d  
    功率设定（在Power units选择Watts） =k*0O_  
    23f[i<4e  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane *M|\B|A.  
     g_>ZE  
     !Q(xOc9>Ug  
    创建平面探测器(plane) #pe{:f?  
    L~oFW'  
     lQsQRp  
    9V66~Bf5  
    6) 创建分析面 fD~!t 8J  
    !U#++Zig%  
    PD}R7[".>  
     ];I|_fXo%  
    光线滤光器设置 ZM vTDH!  
    {\aSEE /'  
    7) 执行光线追迹 !1RV[b.8  
    r9M={jC  
    3opLLf_g  
     [;=WnG  
     sv;zvEn;-L  
    Ke ?uE  
    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。 Vf?#W,5>=  
    jOb[h=B"  
    H{f_:z{{  
    8) 优化设定 ~t:b<'/  
    ?&"^\p  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 X?6h>%) k  
    y^AA#kk  
    Xo@YTol  
    VDTY<= Q  
    ~& 5&s  
    定义变量     RGO:p]t|  
    ^@Qi&g`lr?  
    <!9fJFE  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） M?B(<j1Ri  
    mbBRuPEa=u  
    l;BX\S  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) m I zBK]@^  
    * |HZ&}  
    9) 优化 {F :v$ K  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 ;:c%l.Y2  
    e_=pspnZ  
    }Hz-h4Z  
    "rGOw'!q>  
     <8)s  
    优化结束后会弹出如下报告 VK'T[5e  
    e(#IewKp  
    [S]!+YBK  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 VxN64;|=  
    Z va  
    10) 光线追迹与结果分析 HJ qQlEq  
    4$aO;Z_  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    bw<w u}ED  
    ^v!im\ r  
    A$~xG(  
    ^W"Q (sh  
    优化后透镜的面型如下： Iz )hz9k  
    透镜渲染效果
    T@|l@xm~L  
     ^MT9n  
     
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