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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 %QmxA 7fW  
    kRCQv-*  
    本文您将会学到如下内容： 1\*\?\T>_  
    透镜基本参数输入； F,BOgWwP  
    优化变量与评价函数设定； / P|fB]p  
     优化； 4`m~FNVS   
     照度分析； a' Ki;]q  
    Fb22p6r  
    2. 操作流程 *g}Yw  
     ^zzP.   
    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。 % 2$/JZ  
    "5R~(+~<@  
     ?'86d_8  
    K_)eWf0a  
    2) 创建透镜 l/TjQ*  
    e}/Lk5q!  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens TxjYrzC  
    jp8@vdRg  
     RqEH| EUZ  
    gI^o U 4mq  
    3) 输入透镜参数 X+L) -d  
    VVH.2&`I  
    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； g8qgk:}  
    u0aJu  
    1tTg P+  
    gb ^?l~SS  
     IW 21T   
    将第二面的圆锥系数改为-1 _v Sn`  
    k.("3R6v:  
    4) 创建LED光源 `>0MNmu  
    ku$$ 1xq  
     Dd;Nz  
    光源类型为Random plane ; + a- 6Q ~  
    光线数为10000； 'WaPrCw@Mf  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； +fvaUV_-  
    形状选为椭圆； J)P$2#  
    |f~@8|MQP+  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. * #jsgj[  
    半径选择60度 m_?d=o  
    类型选择 Lambertian _ZY)M  
    形状选择 Elliptical :RoBl3X=  
    }cT_qqw(f%  
    波长选择默认默认波长 >e\9Bf_  
    Power默认为1 watts xX*H7#  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm H*#s }9=kZ  
    NR;1z  
     'cY` w  
    LED光源设定办法 4`JH&))}  
    \j&^aAp r  
     311LC cRp  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） aLIBD'z  
    Fx-8M!  
     !rqF}d  
    波长设定,颜色选为绿色 $<:E'^SAS  
    CPNL 94x  
     nstUMr6  
    功率设定（在Power units选择Watts） =bEda]  
    X]P:CY  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane w)Covz'uf  
    y|'SXM  
     p.LFVFPT  
    创建平面探测器(plane) @|Rrf*J?%  
    MEwo}=B  
     2W4qBaG$=  
    %-d]X{J:  
    6) 创建分析面 'fW6 .0fXa  
    5nsq[Q`  
    4;2< ^[M  
     ) $PDo 7#  
    光线滤光器设置 (V4 ~`i4V  
    a'z)  
    7) 执行光线追迹 Yo[;W vu  
    =JJL[}a|  
    )_U<7"~0l  
    lsJnI|  
     Z)jw|T'X  
    33!oS&L  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 lbpq_=  
    ~8lwe*lNV  
    <:?r:fQX  
    8) 优化设定 #5V9o KM  
    9uGrk^<t  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 =jN *P?  
    'nF2aD%A  
    ~R(%D-k  
    9/nn)soC3  
    \EVBwE,  
    定义变量     6L)%T02C  
    ]Ux<aiY]a  
    v8y1b%  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） >Q(3*d >  
    I :vs;-  
    >uSy  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) KQ~i<1&j  
    KN*  
    9) 优化 uvrB5=u  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 X-wf:h?i  
    C+TI]{t  
    2sJ(awN>  
    HaP}Y :p  
    nJo`B4'U  
    优化结束后会弹出如下报告 sQ fFu  
    gM _hi  
    OVV]x{  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 0PWg;>^'  
    U-|NY  
    10) 光线追迹与结果分析 _ ]Z s,Hy  
    [Nk3|u`h  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    ~m$Y$,uH  
    m&?#;J|B$  
    Cvf[/C+  
    PS[+~>%  
    优化后透镜的面型如下： f`[R7Q5  
    透镜渲染效果
    7Zh~lM  
     o|$AyS{1  
     
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