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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 cdVh_"[  
    GqBZWmAB  
    本文您将会学到如下内容： +168!Jw;  
    透镜基本参数输入； U1G"T(;s:  
    优化变量与评价函数设定； ?.~E:8  
     优化； pt<!b0G  
     照度分析； ^M6xRkI  
    J[2c[|[-  
    2. 操作流程 ?ORG<11a  
    GhpVi<FL  
    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。 /=&HunaxI  
    W- 5Z"m1I  
     K n%[&  
    [t/7hx"2t  
    2) 创建透镜 !]=  
    z}&w7 O#   
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 'D(|NYY  
    !4TMgM  
     '1{co/Y  
    T#%r\f,l0  
    3) 输入透镜参数 DjUif "v  
    v MTWtc!6  
    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； |LA@guN  
    U;p"x^U`  
    B 3<T#  
    0J7)UqMf.  
     q66!xhp;?  
    将第二面的圆锥系数改为-1 dlkxA^  
    !j[Oy r|  
    4) 创建LED光源 Hh`x>{,|S  
    U;f~Q6iu  
     HLm6BtE  
    光源类型为Random plane ; $'Z\'<k[  
    光线数为10000； 21i?$ uU  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； fvnj:3RK  
    形状选为椭圆； w6 0I;.hy  
    mTXeIng?  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. '&?cW#J?  
    半径选择60度  V9\g?w  
    类型选择 Lambertian S_?{ <{  
    形状选择 Elliptical 3>;zk#b2  
    yop,%Fe  
    波长选择默认默认波长 AX=$r]_  
    Power默认为1 watts x[l_dmq  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm xQ4 5B` $  
    GBnf]A,^ @  
     }jTCzqHW]  
    LED光源设定办法 ,S QmQ6h  
    ^y:!=nX^  
     Mg3>/!  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） Dn/{  s$\  
    06pEA.ro  
     ^W!w~g+  
    波长设定,颜色选为绿色 \yDr  
    a&oz<4oT  
     }i,LP1R  
    功率设定（在Power units选择Watts） Q'-g+aN  
    ~1e?9D  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ( -^-  
    1=Npq=d  
     XL!\Lx  
    创建平面探测器(plane) h\C" ti2  
    ^yLiyRe\  
     JBzRL"|  
    e<F>u#d  
    6) 创建分析面 o[<lTsw<  
    3%`asCW$  
    m"3gTqG  
     2e~ud9,  
    光线滤光器设置 q6E8^7RtS@  
    ['1JN UX  
    7) 执行光线追迹 66RqjP '2  
    @N^?I*|u  
    )X-~+X91 S  
    X{2))t%  
     Py?EA*(d#  
    QN!.~>  
    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。 Th"0Cc)  
    :yPA6O 4  
    (H=7(  
    8) 优化设定 +-8u09-F  
    P!uwhha/g  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 WEX6I 16  
    E<=h6Ha  
    jGV+ ~a  
    eAkC-Fm  
    tzl`|UwF  
    定义变量     `bXP )$  
    "Yh[-[,  
    5Z (1&  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） 42 6l:>D(  
    P?QVT;]  
    K8>-%ns  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) L p(6K  
    Glz yFj  
    9) 优化 ^Ob#B!=  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 '3n?1x  
    ;{@jj0h;  
    .)eJL  
    fDq`.ZW)s  
    4 VPJv>^  
    优化结束后会弹出如下报告 V%kZ-P*  
    IiX`l6L~W  
    4KO2oIR  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ,2*^G;J1  
    |dP[_nh?  
    10) 光线追迹与结果分析 G"_ 8`l  
    *qh$,mp>  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    S`N_},  
    ;c>Co:W  
    >pS @;t'  
    N.j?:  
    优化后透镜的面型如下： J~\`8cds  
    透镜渲染效果
    O(P ,!  
     627xR$U~  
     
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