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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 k_]\(myq  
    D899gGe  
    本文您将会学到如下内容： ~\2;i]|  
    透镜基本参数输入； YVoao#!  
    优化变量与评价函数设定； 49o\^<4b  
     优化； SijtTY#r  
     照度分析； mv{<'  
    $h,d? .u6w  
    2. 操作流程 neF8V"-u&  
    c8T/4hU MN  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 >gr<^$  
    W:WQaF`2x  
     ,ohmc\*J  
    wY/bA}%  
    2) 创建透镜 > 84e`aGE  
    +6 ho)YL  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens oWI!u 5  
    j(sLK &  
     mxgqS=`  
    F"I*-!o  
    3) 输入透镜参数 22z1g(; @  
    :WVSJ,. !  
    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； rR\;G2p)  
    1DUb [W8  
    $|k%@Q>  
    sJOV2#r  
     #00D?nC  
    将第二面的圆锥系数改为-1 )#a7'Ba  
    ?z3]   
    4) 创建LED光源 . @@an;C  
    $%=G[/i'  
     (Ux [[  
    光源类型为Random plane ; [_V:)  
    光线数为10000； K U $`!h  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； iUTU*El>  
    形状选为椭圆； ~T% Ui#Gc  
    Bhe{L?}0  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 44~hw:   
    半径选择60度 BX*69  
    类型选择 Lambertian #ra*f~G  
    形状选择 Elliptical ypl G18  
    Tpb"uBiXoo  
    波长选择默认默认波长 )&:L'N  
    Power默认为1 watts yPoSJzC=[  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm `;$h'eI9  
    3 <9{v  
     Yk'm?p#~  
    LED光源设定办法 q6R Eh;$  
    { D+Ym%n  
     *}w+ 68eO  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） 6Cv.5V hx  
    5rloK"  
     0elxA8Z~e  
    波长设定,颜色选为绿色 P\AqpQv  
    |4fF T `  
     ~>g+2]Bn>$  
    功率设定（在Power units选择Watts） V&%C\ns4  
    f!x[ln<  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane +P)ys#=  
    cI:-Z{M7z  
     0q#"clw  
    创建平面探测器(plane) k3>YBf`fC  
    6]n/+[ ks  
     FshC )[w,  
    <( EyXV  
    6) 创建分析面 ;|HL+je;Z  
    lL0M^Nv  
    U*\17YU6h  
     wXbsS)#/  
    光线滤光器设置 I3(d<+M  
    gi$XB}L+X  
    7) 执行光线追迹 "}zt`3  
    nZ E)_  
    2khh4?|\  
    ?:uNN  
     .T8K-<R  
    ykmv'a$-4  
    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。 : G=FiC  
    #K|9^4jt  
    .Y\EE;8%  
    8) 优化设定 ~=cmM  
    +qy6d7^  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 p!DP`Ouc3\  
    j_GBH8 `  
    x+7*ADKb  
    jDX>izg;V  
    Wekqn!h  
    定义变量     :FHA]oec1  
    :kG)sw7  
    %u!b& 5]e  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） |`0n"x7  
    B<,YPS8w  
    FFvCi@oT  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) {dzoEM[ 1s  
    Qihdn66  
    9) 优化 e;(  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 >cgpajx*  
    ,H[SI0];  
    Bp_wnd  
    Z a(|(M H  
    z9 ($.  
    优化结束后会弹出如下报告 #fDs[  
     f^b K=#  
    L0"~[zB]N  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 eR;!(Oy=A  
    QJBr6   
    10) 光线追迹与结果分析 RN9;kB)c  
    6q/ ?-Qcy  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    %l !xkCKA  
    Gquuy7[&  
    d%ME@6K)  
    |"Z{I3Umg  
    优化后透镜的面型如下： $k%Z$NSN=  
    透镜渲染效果
    {' 5qv@3  
     L:R<e#kgS  
     
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