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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 cz$*6P<9J  
    "M %WV>  
    本文您将会学到如下内容： PBwKRD[I  
    透镜基本参数输入； >bO}sx1?  
    优化变量与评价函数设定； 5<oV>|*@{  
     优化； )Oj{x0{\Q  
     照度分析； 'm/`= QX  
    #g1,U7vv8  
    2. 操作流程 RTL@WI  
    /BM{tH  
    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。 S9qc34\^=  
    `2HNQiK'@  
     H1vToIP%  
    \YsLVOv%:d  
    2) 创建透镜 sHSg _/|  
    5j5} c`:  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens $n::w c  
    - KaU@t  
     1f2*S$[*L  
    b X/%Q^Y  
    3) 输入透镜参数 V?jot<|$  
    8Tp!b %2.  
    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； M,DwBEF?  
    okbW.  ~  
    % +M,FgW  
    KU.F4I8}q  
     -&np/tEu&  
    将第二面的圆锥系数改为-1 /@LUD=  
    "^VPe[lA  
    4) 创建LED光源 h)X"<a++N  
    14h0$7  
     *k;%H'2g{}  
    光源类型为Random plane ; 1@^*tffL:  
    光线数为10000； T2 XLP  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； Tpp?(lT7r  
    形状选为椭圆； IvB)d}p  
    M#SGZ~=1r  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. /)XN^Jwa;m  
    半径选择60度 VyOpPIP  
    类型选择 Lambertian H\=S_b1wo  
    形状选择 Elliptical )'$'?Fn  
    U#(#U0s*-  
    波长选择默认默认波长  TsI%M  
    Power默认为1 watts p9*Ak U&]  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm *<ww~^a  
    JcW<<7R  
     "jP{m; p  
    LED光源设定办法 ;PWx#v+vwF  
    W7q!F  
     $1bzsB|^  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） <USr$  
    T^ RYN  
     Z!oq2,ia  
    波长设定,颜色选为绿色 G@1T!`  
    ]4)$dQ59  
     PKX Tj6hj)  
    功率设定（在Power units选择Watts） C+aL8_(R  
    ^ZDpG2(zk  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 'a=QCO 0  
    3;wOA4ur  
     KO=H!Em\l  
    创建平面探测器(plane) ~x g#6%<=  
    ge$p/  
     k6^!G"  
    )L$)qfQ~x  
    6) 创建分析面 ?;CMsO*q  
    ^<+V[ =X  
    }+GIrEDId  
     _K<Z  
    光线滤光器设置 WXJ%hA  
    _{y4N0  
    7) 执行光线追迹 M I R))j;  
    kZ<"hsh,Y'  
    1p COLC%1  
    l]Q<BV  
     1YvE/<6  
    {4HcecT  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 {7LNQGiJ  
    ,g{Ob{qT  
    tZ_D.syBAc  
    8) 优化设定 ;hJz'&UWQ  
    yFjjpEpnFt  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ^(T_rEp  
    #;F*rJ[XY  
    lD@`xq.M;  
    L IRdWGQ4  
    6w4}4i  
    定义变量     e>!=)6[*  
    E}8wnrxf  
    ExZ|_7^<  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） j5bp)U  
    w)xfP^M#  
    @ACq:+/Q c  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) ,w$:=;i  
    "aJf W  
    9) 优化 V D.T=(  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 whh#J (  
    D> EN:_v  
    @agxu-Y  
    +9R@cUr  
    T!Z).PA#  
    优化结束后会弹出如下报告 HCZVvsG  
    %SN"<O!  
    W?R@ eq.9  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 J @^Ypq  
    X@H/"B%u2  
    10) 光线追迹与结果分析 R 9b0D>Lxt  
    W9/HM!  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    (KnU-E]L  
    ]lZ g }7h  
    DW0N}>Gp*  
    pRGag~h|E  
    优化后透镜的面型如下： vhKHiw9L  
    透镜渲染效果
    5LJ0V  
     /xw}]Fa5  
     
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