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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 P<km?\Xp(  
    v](7c2;  
    本文您将会学到如下内容： Cn[`]  
    透镜基本参数输入； PGOi#x  
    优化变量与评价函数设定； Kisd.~u8j  
     优化； 5kofO  
     照度分析； e{>X2UNW  
    qR--lvO  
    2. 操作流程 qWfG@hn  
    `/Zi=.rr  
    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。 A|O7W|"W  
    #y~^!fdp9  
     gV9 1=Pj  
    3<AZ,gF1  
    2) 创建透镜 N;9@-Tb  
    ?*tb|AL(R  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Z1wN+Y.CA  
    "nf.kj:>  
     %S]H  
    1t WKH  
    3) 输入透镜参数 q1;}~}W;z4  
    0-oR { {  
    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； I;S[Ft8d  
    tq8B)<(]  
    $21+6  
    X@*$3z#Z  
     /o*r[g7<  
    将第二面的圆锥系数改为-1 YYzj:'  
    ?J<Y]  
    4) 创建LED光源 3U!\5Nsby  
    -%I]Q9  
     *Sm$FMWQ  
    光源类型为Random plane ; T9osueh4  
    光线数为10000； =cs;avtL  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； >%h_ R:  
    形状选为椭圆； (`>RwooE  
     yS_,lS  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. :<Yc V#!P  
    半径选择60度 hu%UEB  
    类型选择 Lambertian 0Y,_ DU  
    形状选择 Elliptical TPZZln'3   
    x00"d$!  
    波长选择默认默认波长 WoHFt*e2  
    Power默认为1 watts ,^3eMn  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm +R@5e+auQ.  
    qPK3"fzH  
     *-(J$4RNz  
    LED光源设定办法 JV=d!Gi[C  
    9&q<6TZz  
     M;V (Tf  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） HaXlc8  
    In#V1[io  
     D^W6Cq5\  
    波长设定,颜色选为绿色 !([Q1r{u  
    .?UK`O2Q  
     `c ~Va/Yi  
    功率设定（在Power units选择Watts） oM/(&"  
    X3vTyIsn  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane OM*N)*  
    /Y_F"GQ  
     ,'?%z>RZm  
    创建平面探测器(plane) *|h-iA+9  
    Va/LMw  
     <"Z]S^>$  
    [8l;X:  
    6) 创建分析面 +/y 3]}  
    (" <3w2Vlh  
    /.l8Jb4  
     Sd'!(M^k3  
    光线滤光器设置 &2C6q04b  
    c+c3C8s*8  
    7) 执行光线追迹 -(V]knIF  
    Me;@/;c(   
    w-*$gk]   
    >H?l[*9  
     Sh(  
    u;18s-NY  
    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。 &@u;xc| v  
    [0U!Y/?6lA  
    Aq@_^mq1A  
    8) 优化设定 -bJht  
    3CK4a,]Dm  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 N>!RKf:ir  
    >MZWm6M8  
    teH $hd-q  
    s1. YH?A;  
    mk.:V64 >;  
    定义变量     aRPgo0,W1  
    WW82=2rJ9  
    Rs,\{#  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） v*`$is+  
    k_?xi OSh  
    ;S5*n:d  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) n=!]!'h\:  
    fYU/Jn#  
    9) 优化 4^vEMq8lB  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 (oO*|\9u  
    ]vj=M-:+  
    H'|b$rP0@  
    M>^Ho2  
    | Z'NMJU  
    优化结束后会弹出如下报告 ?JO x9;`  
    Sd/?xyF1(  
    m|!R/,>S4  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 &.D3f"  
    yo]!Zn  
    10) 光线追迹与结果分析 m"*j J.MX  
    -02c I}e  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    +ptVAg+  
    Wh6jr=>G  
    WtOpxAq  
    Sn=|Q4ZN  
    优化后透镜的面型如下： Q-o}Xnj*!L  
    透镜渲染效果
    V)#se"GV  
     VL= .JwK  
     
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