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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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    在线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 Wra*lQb/B  
    #B"ki{Se*  
    本文您将会学到如下内容： !Zgb|e8<  
    透镜基本参数输入； vTQQ d@  
    优化变量与评价函数设定； _A kc7"  
     优化； zA9N<0[]o  
     照度分析； AUcq\Ys  
    7xB#)o53  
    2. 操作流程 JM -Tp!C>  
    ^v*ajy.>  
    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。 -aLBj?N c[  
    a+)Yk8%KY  
     %>Z=#1h/a  
    q`E6hm  
    2) 创建透镜 ?*K;+@EH  
    2W|4  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens c%>t(ce`Tl  
    9 }|Bs=q  
     /#20`;~F)  
    7 ;|jq39  
    3) 输入透镜参数 %Ub"V\1  
    5dT-{c%w4  
    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； g10$pf+L  
    !sEI|47{  
    b.47KJzt  
    [{6]iJ  
     /],:sS7  
    将第二面的圆锥系数改为-1 hz<kR@k}  
    I?J$";A  
    4) 创建LED光源 6=Kl[U0Y  
    fU!C:  
     VvSD &r^qI  
    光源类型为Random plane ; ,[,+ _A  
    光线数为10000； J*U,kyYF  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； )M#~/~^f+  
    形状选为椭圆； v+znKpE  
    k`Ab*M$@Xs  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 8xDS eXh;  
    半径选择60度 TGdD7n&Ehh  
    类型选择 Lambertian !-2nIY!  
    形状选择 Elliptical [X#bDO<t  
    +>KWY PH  
    波长选择默认默认波长 g}{Rk>k  
    Power默认为1 watts 8?W\kf$  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm '1~mnmiP  
    8UwL%"?YB  
     LDBxw  
    LED光源设定办法 $.R$I&U  
    j +@1frp  
     ?CAP8_  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） 3*CF!Y%  
    @{@x2'-A  
     ;Y?7|G97*S  
    波长设定,颜色选为绿色 Cj"k Fq4  
    d~g  
     Y gQ_P4B;  
    功率设定（在Power units选择Watts） !vr">@}K  
    ([_ls8  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane w?Nvm?_]  
    *oY59Yf  
     2[[ pd&MJZ  
    创建平面探测器(plane) @'?<9 2A  
    wHWd~K_q  
     2fO ~%!.G  
    zbddn4bW9  
    6) 创建分析面 E$ q/4  
    '-D-H}%;}M  
    |n=m8X  
     6f?5/hq  
    光线滤光器设置 kR%CSLOVy  
    {}D8Y_=9\  
    7) 执行光线追迹 Fb*^GH)J  
    )$P!7$C-  
    k^ B'W{  
    j()_ VoB1  
     }LM^>M%  
    t.j q]L  
    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。 ~uqJ@#o{  
    PD|I3qv~  
    l4O}>#  
    8) 优化设定  M)Yu^  
    wS%I.  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 x(hUQu 6  
    -F4CHpua  
    ?%JH4I2  
    s_.q/D@vu  
    TiCp2Rsz  
    定义变量     U2ecvq[T  
    CP7Zin1S/w  
    -J:](p  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） {p 9y{$  
    /6gqpzum4  
    g/lv>*+gS  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) \$VtwVQ,b  
    {3$ge  
    9) 优化 d{9rEB?  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 lR{eO~'~V  
    3`n5[RV  
    '@AK0No\W  
    00%$?Fyk  
    CYEqH2"3  
    优化结束后会弹出如下报告 %ia/i :  
    [LL"86D  
    y`mEsj  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 H }uT'  
    [uc;M6o}?  
    10) 光线追迹与结果分析 VpWax]'  
    l#~Sh3@L(  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    ;g^QH r  
    ^KF  
    NX@TWBn%  
    w{F8]N>0<  
    优化后透镜的面型如下： W5 fO1F  
    透镜渲染效果
    iq5h[  
     fyYv}z  
     
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