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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 mGR}hsQpn  
    ns`|G;1vv  
    本文您将会学到如下内容： C;7?TZ&xw  
    透镜基本参数输入； l1BbL5#1Q>  
    优化变量与评价函数设定； +mP&B<=H)  
     优化； j. UQLi&`  
     照度分析； O9y4.`a"  
    5A(zQ'6  
    2. 操作流程 I`Goc!5t  
    xE%1C6~C<  
    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。 M =Pn8<h~  
    |Y#KMi ~  
     j/"{tMqQp  
    b=[gK|fu  
    2) 创建透镜 #>~<rcE(  
    ? tre)  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens -WiOs;2~/  
    #Hm*<s.  
     <s/n8#i=H  
    P&PPX#%  
    3) 输入透镜参数 zs#s"e:jeR  
    ie4keVlXc  
    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； Uawf,57v<  
    fh~"A`d  
    D5]4(]k&  
    ZI"L\q=|0#  
     z"/Mva3|  
    将第二面的圆锥系数改为-1 K"~Tk`[0Q  
    QP/6N9/  
    4) 创建LED光源 :B(F ?9qK  
    N[e QT  
     s|iph~W!L  
    光源类型为Random plane ; V=yRE  
    光线数为10000； JNhHQvi\  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； #T\Yi|Qs#  
    形状选为椭圆； 4dy2m!  
    scmn-4j'{  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ~F5JN^5Y  
    半径选择60度 (!F Uu  
    类型选择 Lambertian =gI;%M\'  
    形状选择 Elliptical RQ?T~ASs  
    OO%< ~H  
    波长选择默认默认波长 IT,d(UV_  
    Power默认为1 watts I5RV:e5b  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm :1%z;  
    .Q'/e>0  
     Y|ONCc  
    LED光源设定办法 3{e7j6u\  
    ]RYk Y7>`  
     5#jna9Xc  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） om3$=  
    % :?_N  
     Z4S0{:XY  
    波长设定,颜色选为绿色 `x;8,7W;B  
    g=eYl_P6  
     Izrf42 >k  
    功率设定（在Power units选择Watts） C+ {du^c$  
    jO'+r'2B9  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane r()%s3$q  
    e_C9VNP  
     U3SF'r8  
    创建平面探测器(plane) m5K B#\  
    }@IRReQ  
     \EH:FM}l,  
    d~L`*"/)[  
    6) 创建分析面 RusC5\BUX  
    hK=\O)  
    z`gdE0@;d3  
     rCcNu  
    光线滤光器设置 TmS;ybsG  
    {"33 .^=  
    7) 执行光线追迹 1](5wK-Z  
    zG z^T  
    x?Wt\<|h!  
    3#>;h  
     c"ukV_6~J  
    >:l; W4j  
    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。 A`4Di8'Me  
    t3 AZS0  
    'BT}'qN  
    8) 优化设定 z-G|EAON"/  
    ?DVO\ Cp  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 %N)o*H&  
    aubmA0 w  
    %hK?\Pg3=E  
    fgFBOpG%Gq  
    V43pZ]YZ>  
    定义变量     Hfer\+RX  
    Wpom{-  
    riI0k{   
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） fShf4G_w\  
    '< OB  j  
    oRM EC7!A0  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) fFXG;Q8&  
    & -  
    9) 优化 1E Lzzn  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件  9H*$3  
    *AXu_^^  
    _I_Sq,Z#  
    w<_.T#  
    ]B>Y  +  
    优化结束后会弹出如下报告 hCO*gtA)M  
    p$}iBk0B(z  
    Ah)OyO6  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 W|=?-  
    HzB&+c? Z  
    10) 光线追迹与结果分析 /:>f$k4~h  
    rtDm<aUh  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    Uq)|]a&e  
    84P^7[YX>  
    )rD] y2^<  
    / /qTMxn  
    优化后透镜的面型如下： Oa~t&s  
    透镜渲染效果
    N s9cx  
     .LafP}%  
     
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