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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 q/yL={H?  
    ].<B:]:,  
    本文您将会学到如下内容： *f$wmZ5A  
    透镜基本参数输入； Sj<WiQ%<  
    优化变量与评价函数设定； B@2VI 1%  
     优化； }W k!):=y  
     照度分析； + %07J6  
    `>cBR,)r  
    2. 操作流程 /__@a&9t  
    DJf!{:b)  
    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。 *_7%n-k  
    J-g<-!>RM  
     _}-Ed,.=  
    $Y5m"wySZ  
    2) 创建透镜 &*N;yW""f  
    ix]t>2r  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens UMbM3m=\  
    _]whHS+  
     3R sbi  
    na1*^S`[  
    3) 输入透镜参数 G>);8T%l  
    oMV<Yn_<  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； &%Lps_+fJ  
    '{?7\+o.x  
    3B5GsI  
    /!mF,oR!  
     VgO:`bDF  
    将第二面的圆锥系数改为-1 '=2/0-;Jf  
    3,<$z1Jm  
    4) 创建LED光源 sox0:9Oqnf  
    54%@q[-  
     ;NHZD  
    光源类型为Random plane ; lef,-{X-  
    光线数为10000； _3YuPMaN  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； S3iXG @  
    形状选为椭圆； ZYy?JDAO  
    BB694   
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. (93+b%^[  
    半径选择60度 0//?,'.  
    类型选择 Lambertian l$~3_3+  
    形状选择 Elliptical %|:Gn)8  
    ShV#XnQ  
    波长选择默认默认波长 U2u\Q1  
    Power默认为1 watts #Jo#[-r  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 3S~Gi,  
    $-}a<UFE;  
     ST#MCh-00  
    LED光源设定办法 ? %9-5"U[  
    ,X05&'@Z  
     U$fh ~w<[  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） ([r4N#lx  
    ]c.1&OB7o  
     1'[RrJ$Q  
    波长设定,颜色选为绿色 ke sg]K  
    -r6cK,WVU  
     4Y)rgLFj  
    功率设定（在Power units选择Watts） G98P<cyD  
    H <|ilL'fX  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane -.>b7ui  
    ^}+qd1r  
     *oC],4y~D  
    创建平面探测器(plane) arR9uxP  
    RpAqnDX)  
     'Olp2g8=  
    xpWx6  
    6) 创建分析面 )]/gu\90  
    E,S[3+  
    i: 6`Rmz1.  
     F3XB};  
    光线滤光器设置 "%o,P/<X  
    '@$YX*[  
    7) 执行光线追迹 /!l$Y?  
    eD4qh4|u.  
    -K 7jigac  
    ! z^%$;p  
     2qw-:  
    Aj854 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。 0h[p w   
    bjQp6!TsZ  
    uANG_sX^n  
    8) 优化设定 /k$h2,O"*  
    3D"2yTM(  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 #y<KO`Es  
    U7)#9qS4  
    5r*5Co+  
    $>PXX32  
    -YXNB[C  
    定义变量     yqEX0|V%  
    q&/<~RC*  
    ,g.*Mx`-  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） 5`TbM  
    i `m&X6)\j  
    {XHAQ9'  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) S(B$[)(  
    4pvT?s>68  
    9) 优化 y9K U&L2  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 PQl^jS  
    9O8na 'w  
    BHVC&F*>  
    Zj+S "`P  
    :y/1Jf'2f  
    优化结束后会弹出如下报告 |WiE`&?xP  
    DzfgPY_Py  
    r8.`W\SKX  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 1V\tKDM  
    ~4 ~c+^PF  
    10) 光线追迹与结果分析 I~^t\iujs  
    dRdI('  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    y:Wq;xEiDo  
    7Ei,L[{\i#  
    wbIgZ]o!/;  
    @q98ac*{  
    优化后透镜的面型如下： B0h|Y.S8%1  
    透镜渲染效果
    I_1(jaY  
     (yx^zW7  
     
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