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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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    光币
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 a[9OtZX<  
    @G-k]IWi  
    本文您将会学到如下内容： oN}j<6s  
    透镜基本参数输入； F n Rxc  
    优化变量与评价函数设定； Xg)FIaw]eT  
     优化； {Ao^3vB  
     照度分析； u>Kvub  
    &(1NOyX&  
    2. 操作流程 *y@]zNPD  
    2\W<EWJ@  
    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。 #6Ph"\G/  
    X-^Oz@.>  
     |?b"my$g$  
    aWK7 -n  
    2) 创建透镜 5?Ao9Q]@  
    yKy)fn!  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens {oC69n:  
    `SbX`a0p2  
     O&RHCR-\  
    @"5u~o')@v  
    3) 输入透镜参数 Z ' 96d  
    *wx^mB9  
    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； J(*"S!q)6  
    [vT,zM  
    O/"&?)[v  
    Hs!CJ(0"y  
     'vClZGQ1  
    将第二面的圆锥系数改为-1 (G;*B<|A  
    spDRQ_qq  
    4) 创建LED光源 d'J?QH!N0  
    FNO lR>0e  
     4s2ex{$+MA  
    光源类型为Random plane ; id9T[^h  
    光线数为10000； ,4$J|^T&  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； ~hX'FV  
    形状选为椭圆； =jHy6)6w  
    QrA+W\=_`y  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. $~\qoW<  
    半径选择60度 PUo&>  
    类型选择 Lambertian  8eLL  
    形状选择 Elliptical >,1LBM|0u  
    h2snGN/{Hb  
    波长选择默认默认波长 t`{Fnf  
    Power默认为1 watts <H#K`|Ag  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm '^AXUb  
    |e(x< [s5  
     GT0'bge  
    LED光源设定办法 *a@UV%u  
    2F]MzeW  
     a#$%xw  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） Qgi:q  
    9|DC<Zn&B#  
     >{8H==P  
    波长设定,颜色选为绿色 )2hoO_l:  
    k$/].P*!  
     - d6>  
    功率设定（在Power units选择Watts） Reo0ZU>  
    &Gl&m@-j  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 85]UrwlA4  
    @x4Dt&:"  
     2 {0VyLx  
    创建平面探测器(plane) c9 c Nlp  
    VVOt%d  
     nrS_t y  
    a#=-Aj-  
    6) 创建分析面 'z:p8"h}  
    @TDcj~oR ?  
    c i>=45@J  
     <hdCO< 0(  
    光线滤光器设置 $%'z/'o!  
    @YELqUb*  
    7) 执行光线追迹 /0(KKZ)  
    Y@eUvz  
    yuB BO:\.  
    }vIm C [  
     95/C4q  
    }rZp(FG@*  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 g11K?3*%Q  
    hpu(MX\  
    &2J|v#$F  
    8) 优化设定 \;<Y/sg  
    he #iWD'  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 e ^QOn  
    tK*f8X+q  
    w93,N+es6  
    ;iVyJZI  
    U@WT;:.T  
    定义变量     D6pk !mS  
    @U5o;X!qU  
    !RI&FcK  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） @,vSRns  
    %qMk&1  
    =*I9qjla[?  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) vbp)/I-h  
    AyDK-8a  
    9) 优化 *0@e_h  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 v*pVcBY>  
    Y9N:%[ :>W  
     "d'@IN  
    Z)<>d.  
    `/O_6PQ}  
    优化结束后会弹出如下报告 dj#<,e\  
    _wMz+<7bY  
    /+iaw~={"  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 be_t;p`3  
    4-MA!&  
    10) 光线追迹与结果分析 %Vq@WF  
    R0>L[1o  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    2rk_ ssvs  
    \;]~K6=  
    5o?bF3  
    qluyJpt  
    优化后透镜的面型如下： @4pN4v8U  
    透镜渲染效果
    VCIG+Gz  
     Q_Rr5/  
     
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