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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 BudWbZ5>Ep  
    mOz&6T<|  
    本文您将会学到如下内容： An8%7xa7  
    透镜基本参数输入； uku}Mr"p  
    优化变量与评价函数设定； GOZQ5m -  
     优化；  ENYF0wW  
     照度分析； m_E[bDON  
    6L:tr LuQ  
    2. 操作流程 7{K i;1B[w  
    L&DF,fWsF&  
    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。 fZw9zqg  
    94p:|5@  
     N)vk0IM!  
    M~ i+F0  
    2) 创建透镜 e0~sUVYf  
    6m-:F.k1(  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens /+x#V!zM  
    \&\_>X.,  
     0U~;%N+lv  
    d Y:|Ef|v(  
    3) 输入透镜参数 56bud3CVs  
    {XDY:`vZ}  
    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； {w |dM#  
    fd5ZaE#f  
    :~ZqB\>i  
    jsNH`"  
     `FzYvd"N  
    将第二面的圆锥系数改为-1 '#,e @v  
    v.l7Q  
    4) 创建LED光源 68koQgI[^  
    c|\ZRBdI  
     J0ZxhxX35  
    光源类型为Random plane ; N"Qg\PS_  
    光线数为10000； gnQo1q{ 4  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； nOAJ9  
    形状选为椭圆； }pl]9  
    H[ BD)  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. yyY~ *Le  
    半径选择60度 eK Z@ FEZ  
    类型选择 Lambertian yqC Q24  
    形状选择 Elliptical c-4m8Kg?L  
    nabBU4;h  
    波长选择默认默认波长 GSMk\9SI  
    Power默认为1 watts ;ZQ- uz  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm KA5~">l  
    :]CzN^k(1c  
     [x2JFS#4  
    LED光源设定办法 !US8aT  
    >lD;0EN  
     &a%WM   
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） /9x{^  
    Usa+b A  
     IVI~1~  
    波长设定,颜色选为绿色 g>2aIun_Q  
    di6B!YQP  
     CS/Mpmsp  
    功率设定（在Power units选择Watts） doP$N3Zm  
    O1GDugZ  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ;{<aA 5  
    r4O|()  
     403[oOj  
    创建平面探测器(plane) uh]"(h(>  
    6g5PM4\  
     BdN8 ^W  
    3lo;^KX !  
    6) 创建分析面 si_W:mLF{a  
    $4Z+F#mx  
    :P3{Nxa  
     2O eshkE  
    光线滤光器设置 WtEI] WO  
    &&[zT/]P  
    7) 执行光线追迹 rRB~=J"  
    K&=D-50%  
    >\V6+$cNp  
    \|CPR6I  
     DH 6q7"@  
    \+-zRR0  
    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。 rwiw Rh  
    RFw(]o,9cR  
    sLb8*fak  
    8) 优化设定 H&M1>JtE  
    b"I~_CL|  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 B[r<m J  
    pmD4j8F_  
    .*BA 1sjE  
    R{HV]o|qk  
    I%oRvg|q  
    定义变量     o]Gguw5W{  
    xq}-m!nX  
    "!O1j r;  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） 2d*_Qq1  
    ]*qU+&  
    *h$&0w y  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) k<H%vg>{~s  
    2 nv[1@M  
    9) 优化 I,b9t\(6  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 zh\$t]d<I  
    @5xu>gKn  
    YTK^ijmU6x  
    (89Ji'dc  
    ;f:gX`"\  
    优化结束后会弹出如下报告 \R(R9cry  
    *m9{V8Yi2  
    u:@U $:sZ  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 i31<].|kA*  
    e+.\pe\  
    10) 光线追迹与结果分析 DECB*9O ^  
    Oe51PEqn  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    VPt9QL(  
    %Tv^GP{}  
    ?7 \\e;j}  
    Tzzq#z&F  
    优化后透镜的面型如下： U&UKUACn"  
    透镜渲染效果
    rEdY>\'  
     b O=yi)  
     
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