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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 Tr_gc~  
    !-t w  
    本文您将会学到如下内容： tx7 zG.,  
    透镜基本参数输入； oi|N8a2R  
    优化变量与评价函数设定； PwW$=M{\.  
     优化； W:8MqVm34  
     照度分析；  FkrXM!mJ  
    ,r*Kxy  
    2. 操作流程 wxqX42v  
    ;4!H- qZ  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 {[#)Q.2  
    I'*,<BPG  
     C W#:'  
    7)QZ<fme  
    2) 创建透镜 3N$@K"qM#  
    |;NfH|43;  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 2Snb+,o2  
    Jy/< {7j  
     x?o#}:S  
    iO?AY  
    3) 输入透镜参数 7YD+zd:  
    o)XrC   
    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； _|US`,kfc  
    O6NH  
    D&F{0  
    R/x3+_.f  
     yVnG+R&  
    将第二面的圆锥系数改为-1 }?,YE5~  
    wr"0+J7  
    4) 创建LED光源 @Pk<3.S0  
    :se$<d%  
     m6[}KkW  
    光源类型为Random plane ; Ic4#Tk20i  
    光线数为10000； />mK.FT  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； f~wON>$K  
    形状选为椭圆； =S{OzF  
     "x9yb0  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. j~>{P=_}  
    半径选择60度 8)bR\s   
    类型选择 Lambertian Oe1WnS 7(]  
    形状选择 Elliptical wp&G]/4m  
    A0 Nx?  
    波长选择默认默认波长 m|W17LhW{  
    Power默认为1 watts V3ozaVk;  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm :pdX  
    Y]L4,V  
     Rm=p}  
    LED光源设定办法 =gI41Y]  
    OiQf=Uz\  
     1l$ C3c  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） $,@}%NlHc  
    "W"^0To  
     UgAp9$=z  
    波长设定,颜色选为绿色 E;CM"Y*  
    uQ-GJI^t  
     v^@)&,  
    功率设定（在Power units选择Watts） |Jn|GnM  
    {EvT7W  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane KV$&qM.  
    P6.PjK!Ar  
     J-tqEK*  
    创建平面探测器(plane) ns>$  
    3`yO&upk  
     3h:~NL  
    X3G593ts  
    6) 创建分析面 2>9\o]ac4  
    N_NN0  
    Y M:9m)  
     t9U6\ru  
    光线滤光器设置 rQ{|0+l  
    ~'%d]s+q  
    7) 执行光线追迹 Lbrl CB+  
    4,LS08&gh  
    FDD=I\Ic  
    AB/${RGf+  
     AuQ|CXG-\  
    ^(^P#EEG  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 nrKAK^  
    [@lK[7 u  
    ]]:K l  
    8) 优化设定 ij0I!ilG4  
    76rv$z{g^  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 g ZtQtFi  
    @/kI;8  
    I>FL&E@K  
     _C5i\Y)  
    >hNSEWMY`  
    定义变量     ~|Vq v{  
    <&b,%O  
    =h4u N,  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） ;)FvTm'"\.  
    8_!qoW@B  
    O80Z7  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) 8*u'D@0  
    HjA~3l7  
    9) 优化 I%r7L  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 >KuNHuHu  
    P1[.[q/-e  
    k*;U?C!  
    ;>Z+b#C[  
    8(4!x$,Z5  
    优化结束后会弹出如下报告 n R,QG8  
    NW6;7nWb  
    kEq~M10  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 T3oFgzoO  
    []@@  
    10) 光线追迹与结果分析 MXaik+2  
    e">&B]#}  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    aQmS'{d?^  
     it H  
    $O\m~r4  
    Zuzwc[Z1  
    优化后透镜的面型如下： d3rjj4N"z  
    透镜渲染效果
    ;U4O` pZ  
     =Ya^PAj '}  
     
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