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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  .2&L.  
    PA'&]piPl:  
    本文您将会学到如下内容： e,|gr"$/  
    透镜基本参数输入； d.? }>jl  
    优化变量与评价函数设定； NK qI x  
     优化； *Z#OfB4}  
     照度分析； p6%Vf  
    !=eNr<:V.  
    2. 操作流程 ]In7%Qb  
    'Q=;I  
    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。 - VJx)g  
    jJIP $  
     D% jGK  
    IL|Q-e}Ol  
    2) 创建透镜 S]fu M%  
    $z[S0Cm  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 1 tOslP@  
    qFWN._R  
     <8}FsRr;J  
    B>nj{W<o  
    3) 输入透镜参数 t,r]22I,`  
    D^4nT,&8  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； - )(5^OQ  
    q;,lv3I  
    G%sq;XT61  
    \2kLj2!  
     ,!_6X9N-h  
    将第二面的圆锥系数改为-1 Go{,< gm  
    |RL#BKC`  
    4) 创建LED光源 c*rH^Nz  
    :&wb+tV  
     ;mEn@@{  
    光源类型为Random plane ; ?JZ$M  
    光线数为10000； ;j%I1k%A  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； 2]vTedSOl  
    形状选为椭圆； 9:p-F+  
    P7F"#R0QB  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Hk*1Wrs*  
    半径选择60度 jh/,G5RM9  
    类型选择 Lambertian by<@\n2B:U  
    形状选择 Elliptical ?=9'?K/~a  
    qt}M&=}8Q  
    波长选择默认默认波长 8;?4rrS  
    Power默认为1 watts +vy fhw4  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm $.vm n,:.  
    V<UChD)N`  
     {3x>kRaKci  
    LED光源设定办法 DURWE,W>  
    @e<( o UE  
     o,WjM[e  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） Bh&pZcm|  
    ^:-GPr  
     Ysu\CZGX  
    波长设定,颜色选为绿色 R` < ^/h  
    GCJ[xn(_  
     _f0AV;S:vd  
    功率设定（在Power units选择Watts） 0S4BV%7F  
    Wa|V~PL+T  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ~uc7R/3ss  
    d 5yEgc;z  
     D#LV&4e>.E  
    创建平面探测器(plane) l$/pp  
    y;ElSt;S  
     1_TuA(  
    >>J3"XHX  
    6) 创建分析面 wNHn.  
    tQ{/9bN?P  
    d AcSG  
     r+bGZ  
    光线滤光器设置 {[2o  
    ]QaKXg)3q  
    7) 执行光线追迹 8)0]cX  
    ?z1v_Jh  
    MOD&3>NI  
    LH4A!a]  
     n- 2X?<_Z  
    elR'e6Q  
    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。 _4N.]jr5  
    bKpy?5&>  
    ~`AB-0t.u  
    8) 优化设定 P{9:XSa%  
    4Et(3[P71  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 V8/d27\  
    wGti |7Tu*  
    ZK]qQrIwy  
    `r}_92Tt  
    Y$L` G  
    定义变量     ^^V3nT2rR3  
    }i!+d,|f  
    Hi09?AX  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread）  57q=  
    Q|)>9m!tt  
    $YX{gk>  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) ceG\Q2  
    `a& L  
    9) 优化 m~&  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 {c*$i^T  
    2V@5:tf  
    \< .BN;t{  
    .hW>#  
    %k#+nad  
    优化结束后会弹出如下报告 q8$t4_pF  
    P7-k!p"  
    Ve(<s  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 |1%% c %  
    :Tpf8  
    10) 光线追迹与结果分析 sLA.bp.O  
    CC=I|/mBM  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    r4mh:T4i  
    []A9j ?_w  
    Dd1k?  
    Z+ k) N  
    优化后透镜的面型如下： "zq'nV=  
    透镜渲染效果
    lf`ULY4{  
     B[ZQn]y  
     
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