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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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    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 ]lWqV  
    U ?[ (  
    本文您将会学到如下内容： !pU$'1D  
    透镜基本参数输入； dwj?;  
    优化变量与评价函数设定； U S^% $Z:  
     优化； )>a~%~:  
     照度分析； js$R^P  
    E0HqXd?  
    2. 操作流程 8PI%Z6  
    J,W<ha*  
    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。 wO??"${OH  
    E^8|xT'h6  
     L*z=!Dpo  
    fRp]  
    2) 创建透镜 %ms%0%  
    LI,wSTVjC  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens %9-^,og  
    R'BB-  
     1NYR8W]2  
    E'iE#He  
    3) 输入透镜参数 0R x#Fm  
    vPkLG*d 8  
    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； !gh8 Qs  
    $]7f1U_e  
    AXyXK??  
    =m.Nm-g  
     l 9K`+c+t  
    将第二面的圆锥系数改为-1 mhbczVw  
    Q14zc0N  
    4) 创建LED光源 xoZ m,Pxd  
    .?}M(mL  
     g`fG84  
    光源类型为Random plane ; )&6gju7(  
    光线数为10000； M/S~"iD  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； }'[>~&/"  
    形状选为椭圆； EQ%ooAb8  
    ;i@S}LwL  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Z\ hcK:  
    半径选择60度 3Z*r#d$nh:  
    类型选择 Lambertian JCWTB`EB>  
    形状选择 Elliptical I0XJ& P%  
    VL%. maj  
    波长选择默认默认波长 PD#,KqL:  
    Power默认为1 watts ZTmy}@l  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm Xhe& "rM  
    <J509j  
     ki1(b]rf  
    LED光源设定办法 Dka,v  
    c 4z&HQd  
     RZ6y5  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） *g5bdQ:Av~  
    0E.N3iU  
     oR#W@OK@is  
    波长设定,颜色选为绿色 j6%W+;{/pj  
    #GM^:rF  
     s`yzeo  
    功率设定（在Power units选择Watts） "GMU~594  
    U]hqRL  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane IQ&PPC  
    Vr2A7kq  
     qbyYNlXqm  
    创建平面探测器(plane) ^\}MG!l  
    "FHJ_$!  
     l!ow\ZuQBF  
    i6Z7O )V  
    6) 创建分析面 P2n8HFi  
    HZ3;2k  
    w=KfkdAJ*/  
     Snr(<u  
    光线滤光器设置 1$Hou   
    <]Td7-n  
    7) 执行光线追迹 yD"]:ts3  
    }c G)$E  
    bEcs(Mc~  
    gvP-doA7W  
     2u.0AG   
    @i ~A7L0/  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 kf@JEcKV  
    dD,}i$  
    %ap(=^|5  
    8) 优化设定 IfmQP s+f  
    k^ <]:B  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 s|%R  
    UJO3Yn  
    bM?gAY]mB8  
    U["0B8  
    TcZ.5Oe6h#  
    定义变量     XG|N$~N+2  
    )rEl{a  
    xPZ>vCg  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） * JK0X  
    @}y.  
    vW?\bH7}I  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准)  l"ms:v  
    <::lfPP  
    9) 优化 mZ71_4X#  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 Q`F1t  
    ,HP }}K+S  
    ^ ]9K>}  
    pU_3Z3CeE  
    ?NwrdcQ  
    优化结束后会弹出如下报告 0?54 8yH  
    (MLcA\LJ  
    }y6)d.  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 *2 Pr1U  
    j(%N.f6  
    10) 光线追迹与结果分析 <0d2{RQ;  
    i q`}c |c  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    +2`BZ}5y  
    TuQGF$n@  
    JuO47}i]5  
    M50I.Rd  
    优化后透镜的面型如下： |Gic79b  
    透镜渲染效果
    )$]lf }  
     Ki><~!L  
     
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