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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 93*csO?Db  
    f:-)S8OJ  
    本文您将会学到如下内容： J;& y?%{@5  
    透镜基本参数输入； jE0oLEg&  
    优化变量与评价函数设定； $PJ==N  
     优化； cSt)Na~C  
     照度分析； (Yewd/T  
    SaPE 1^}  
    2. 操作流程 5>}$]d/o  
    Nh\vWAz9  
    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。 xs= ~N  
    HXq']+iC  
     |))NjM'ZBl  
    9=>q0D2  
    2) 创建透镜 [t4v/vQT  
    15ailA&(Qm  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens W9SU1{*9  
    :T-DxP/  
     3)G~ud  
    Odwe1q&  
    3) 输入透镜参数 0B.Gt&O al  
    )oIh?-WL  
    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； s#?ZwD,=  
    ]N'3jf`W  
    #/>TuJc  
    UA<Fxt  
     FGDVBUY@  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ggD T5hb  
    }`qAb/Ov  
    4) 创建LED光源 D4VDWv  
    5` ^@k<  
     kcfT|@:MK"  
    光源类型为Random plane ; 6b|<$Je9  
    光线数为10000； j[U#J  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； `2Pa{g- .  
    形状选为椭圆； RU)(|;  
    `'1g>Ebk0  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 8}|et~7!  
    半径选择60度 C8m9H8Qm  
    类型选择 Lambertian I?rB7 *:  
    形状选择 Elliptical *(9Tl]w  
    >jt2vU@t.  
    波长选择默认默认波长 ]oP1c-GEk  
    Power默认为1 watts ? i _ACKpw  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm </[.1&S+\  
    NW1Jr/  
     #RlZxtx.O  
    LED光源设定办法 <- \|>r Q  
    C:B7%<  
     !v}TRGX  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） 4)gG_k  
    R*r4)+gd  
     = wz}yfdrC  
    波长设定,颜色选为绿色 &5 "!  0  
    i.mv`u Dm  
     J5{;+ysUMl  
    功率设定（在Power units选择Watts） _[HZ[9c!  
    %#2$B+  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Y5aG^wE[:  
    I!hh_  
     rqjq}L)  
    创建平面探测器(plane) B%tF|KKj  
    w9'>&W8T  
     OHndZ$'fI  
    +4 k=Y  
    6) 创建分析面 .~i|kc]Ue  
    |Y uf/G%/  
    P) vD?)Q  
     Fx^wV^q3  
    光线滤光器设置 ;FqmZjm  
    JV~ Dly>  
    7) 执行光线追迹 9tHK_),9  
    h ;*x1BVE  
    %0GwO%h},  
    P<vl+&*  
     cO J`^^P  
    Wk[a|>  
    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。 FI^Wh7J  
    70qEqNoC  
    Kn^+kHh:  
    8) 优化设定 Bt<)1_  
    a&'9[9E1  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 h%EeU 3  
    ?F05BS#)X  
    PMAz[w,R~  
    }PI:O%N;  
    h7#\]2U$[5  
    定义变量     H_?rbz}o  
    nI3p`N8j*  
    GlJ[rD  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） 'J?{/O^  
    ek&~A0k_o  
    Y#os6|MV#  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) %r|sb=(yT  
    Q+Bl1xl  
    9) 优化 $9YQ aN%  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 9Jwd*gevV  
    7Yg1z%%U  
    Bc8&-eZ ,  
    7n5gXiI"  
    cM%?Ot,mK"  
    优化结束后会弹出如下报告 d`/8Q9tQ  
    Ll KO(Q{"  
    ?;l@yx  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 *J4!+GD  
    M@T{uo  
    10) 光线追迹与结果分析 iDDJJ>F26  
    Sqa9+' [  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    3S3 a|_+%  
    %6q82}#`  
    0)|Z 7c&  
    |&4A"2QN  
    优化后透镜的面型如下： Z#}sK5s  
    透镜渲染效果
    5M=U*BI  
      N}5  
     
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