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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 G\8ps ~3T  
    r3a$n$Qw  
    本文您将会学到如下内容： R/)cEvB-0  
    透镜基本参数输入； K/;FP'.  
    优化变量与评价函数设定； @WIcH:_w-  
     优化； 6< x0e;>  
     照度分析； x\ieWF1  
    w3lR8R]  
    2. 操作流程 C`F*00M{  
    G #.(% ,  
    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。 5ru&In&  
    5>.)7D%  
     K5U=%z  
    i3I'n*  
    2) 创建透镜 M7"I]$|\  
    h?wNmLre  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens sY__ak!>  
    Ui6f>0?  
     %1ofu,%  
    2XJn3wPi  
    3) 输入透镜参数 D8P<mIu}Y  
    }J}a;P4  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； 82F q}N <  
    2 g"_ *[  
    z)Xf6&  
    Dt,b\6  
     =ECw'  
    将第二面的圆锥系数改为-1 uG2(NwOL  
    fr S1<+  
    4) 创建LED光源 <,qJ% kc  
    i:`ur  
     dsP|j (y  
    光源类型为Random plane ; [\CQ_qs|  
    光线数为10000； dw,Nlf~*0  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； pq[RH-{  
    形状选为椭圆； }OO(uC2  
    a,o)i8G9R<  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. evf){XhT;n  
    半径选择60度 \dj&4u3  
    类型选择 Lambertian  mfOr+   
    形状选择 Elliptical r{qM!(T  
    5)4*J.  
    波长选择默认默认波长 ]k Ls2? \  
    Power默认为1 watts vPEL'mw/3#  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm log{jF  
    ?RGL0`Lg  
     &n|! '/H  
    LED光源设定办法 E :*!an  
    c38RE,4U  
      g#~jF  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） L*bUjR,C  
    [P)'LY6F  
     W >eJGZ<  
    波长设定,颜色选为绿色 4xhV +Y  
    !%J;dOcU  
     @& #df  
    功率设定（在Power units选择Watts） 9Q- /Yh  
     ])}{GW  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane u7G@VZ Ux5  
    t,= ta{ a  
     bO1J#bcZ  
    创建平面探测器(plane) ~R-S$qizAC  
    NuI9"I/  
     ,@%1q)S?A  
    Qi2yaEB  
    6) 创建分析面 qc~6F'?R  
    0F=UZf&  
    C$ oY,A,  
     4>>{}c!nf  
    光线滤光器设置 \k0%7i[nZ/  
    xy46].x-  
    7) 执行光线追迹 )5gcLD/zI  
    G U~?S'{  
    ,)'!E^n  
    K`* 8 *k{  
     \c/jp5=}  
    :Gqyj_|<  
    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。 #9O *@  
    l>h%J,W  
    h'^7xDw  
    8) 优化设定 Fzh%#z0  
    (ZQ{%-i?qR  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 W*;~(hDz  
    ir qlU  
    g2;JJ}  
    9X,dV7 yW  
    GBu&2}  
    定义变量     jC ,foqL  
    0`"]mYH  
    K8Gc5#OF  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） Yfk[mo  
    X/lLM`  
    YZ:YYcr  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) Ge@./SGT  
    1d7oR`qr  
    9) 优化 *6e`km  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 @Rj&9/\L  
    QOlm#S  
    Wd_bDZQ  
    @JT9utct  
    wg^#S  
    优化结束后会弹出如下报告 =`xk|86f  
    apF!@O^}y  
    2uZ <q?=  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 49nZWv48"_  
    /'QNlP[L;  
    10) 光线追迹与结果分析 'M|W nR  
    2WIL0Siwl  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    '$ ~.x|  
    Z{EHV7  
    N $M#3Y;  
    49bzHEqZ  
    优化后透镜的面型如下： DOaEz?2)  
    透镜渲染效果
    (BVLlOo?J  
     }5RfY| ;  
     
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