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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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    在线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 VQo7 se1P  
    z': >nw  
    本文您将会学到如下内容： ]7xAL7x  
    透镜基本参数输入； 2 ] 4R`[#  
    优化变量与评价函数设定； :;??!V  
     优化； p=405~  
     照度分析； ;=uHK'{  
    G.oaDGy  
    2. 操作流程 c[",WB<9  
    pl"|NZz 7;  
    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。 3:=XU9p)x  
    sDbALAp +  
     v3]q2*`G#  
    y8<,>  
    2) 创建透镜 %8 4<@f&n]  
    1p8E!c{}j  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens $ B$=,^)3  
    )Ba^Igb}  
     spe9^.SI  
    PK+][.6H  
    3) 输入透镜参数 vDBnWA  
    J-\b?R a  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； W}.4$f>  
    (.n" J2qj  
    Y%&6qt G  
    ;'<K}h  
     h_CeGl!M}  
    将第二面的圆锥系数改为-1 _k j51=  
    :Z< 5iLq  
    4) 创建LED光源 "&2D6  
    txL5' mK  
     Tzk8y 7$[  
    光源类型为Random plane ; H=yD}!j  
    光线数为10000； @*2FG\c<  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； \8t g7Sdq  
    形状选为椭圆； oW/&X5  
    g#70Sg*d  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. `*N0 Lbl]  
    半径选择60度 4Y)3<=kDG  
    类型选择 Lambertian L)w& f  
    形状选择 Elliptical r/{VL3}F_e  
    ,cm2uY  
    波长选择默认默认波长 -D(Ubk Pw  
    Power默认为1 watts `__CL )N|  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm Ok*:;G@  
    2?}(  
     iSsy_ |  
    LED光源设定办法 *2>%>qu  
    tDi=T]-bt  
     %{Ls$Y)  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） -)$)<k  
    x?j&Jn_@w  
     sJ0y3)PQ  
    波长设定,颜色选为绿色 h+Z|s  
    D(r|sw  
     VKs$J)6  
    功率设定（在Power units选择Watts） /Fv1Z=:r  
    [I^SKvM  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ]XP[tLY Y  
    $9l3 DJ  
     z5i!GJB  
    创建平面探测器(plane) Y{J/Oib  
    ]#*@<T*[  
     Z]Qm64^I  
    ]T*{M  
    6) 创建分析面 2cmqtlW"  
    ? `w ~1  
    M!I:$DZt  
     .:lzT"QXI  
    光线滤光器设置 O&O1O> [p1  
    !IGVN:E  
    7) 执行光线追迹 7'&Xg_  
    -J[D:P.Z  
    #~#_) \l'F  
    ;nC+K z:  
     Xz5=fj&  
    t^7R6y  
    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。 kQH!`-n:T  
    MT V'!Zxs  
    Dgkt-:S/T|  
    8) 优化设定 L~yy;)]W  
    |YlUt~H>  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 %`}Qkb/Lyh  
    OsK=% aDpj  
    rSZWmns  
    fqr}tvMr=T  
    jf%Ydr}`  
    定义变量     ae^xuM?7  
    (Ux%7H_d  
    :}GxJT4  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） k?";$C}#  
    i>rn!?b  
    D{8V^%{  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) bqe;) A7  
    vw(};)8  
    9) 优化 JTb<uC  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 ):\ pD]e  
    a1}W2;W0]g  
    .Ftml'!  
    D~%cf  
    vAVoFL  
    优化结束后会弹出如下报告 l s_i)X  
    aI\VqOt]  
    zO+nEsf^O  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 YJ"gm]Pm  
    JZc5U}i  
    10) 光线追迹与结果分析 Y0b.utR&  
    ]ny(l#Hu:  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    `#(4K4]1.  
    $]T7Iwk  
    @ J"1 !`  
    UtWoSFZ'o!  
    优化后透镜的面型如下： m.$Oo Mu'  
    透镜渲染效果
    U .rH,`  
     My[L3KTTp  
     
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