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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 xFg>SJ7]  
    `n?DU;,  
    本文您将会学到如下内容： QnX(V[  
    透镜基本参数输入； i<g-+Qs  
    优化变量与评价函数设定； VTHH&$ZNq  
     优化； _/<x   
     照度分析； @2v_pJy^  
    KdbHyg<4  
    2. 操作流程 @49S`  
    )TM4R)r%)9  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 r0 uwPf  
    "`1bA"E  
     8BNi1Qn$  
    WvZ8/T'x  
    2) 创建透镜 k~FRD?[u  
    4#hSJ(~7S  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens delu1r  
    F`]2O:[  
     D=&Me=$  
    t}/( b/VD  
    3) 输入透镜参数 q?/a~a  
    gjzuG< 7m  
    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； r1RM  
    S#} KIy  
    2WYPO"q  
    k~ /Nv=D  
     }U5yQ%N  
    将第二面的圆锥系数改为-1 W#3Q ^Z?  
    <0q;NrvUb  
    4) 创建LED光源 G+\GaY[  
    "OnGE$   
     k7usMVAA  
    光源类型为Random plane ; hODWB&b  
    光线数为10000； fkNbS  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； sY f~c0${  
    形状选为椭圆； yd`mG{Z  
    fMyti$1~  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. N7R!C)!IL  
    半径选择60度 3"KCh\\b  
    类型选择 Lambertian  p|D/;Mk  
    形状选择 Elliptical BbS4m  
    j^rIH#V   
    波长选择默认默认波长 r#] WI|  
    Power默认为1 watts G,Azm }+  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm +pn N!:q  
    Whf.fK  
     Y#$%iF  
    LED光源设定办法 K1!j fp  
    LW_ f  
     yhA6i  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） =D#bb <o  
    ]G< Vg5  
     !9P';p}2  
    波长设定,颜色选为绿色 a\ YV3NJ/A  
    JQHvz9Yg  
     b |p)9&^r  
    功率设定（在Power units选择Watts） _?0}<k Q&  
    )*x6 FfTUd  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 7X'u6$i  
    i|*)I:SHU  
     % 0+j?>#X  
    创建平面探测器(plane) 9kS^Abtk  
    0o*8#i/)!3  
     xw2[d+mB  
    t$#jL5  
    6) 创建分析面 R)ITy!z  
      =`s!;  
     dZ0vA\z|  
     8::$AQL3  
    光线滤光器设置 +jnJ|h({  
    en*GM}<V  
    7) 执行光线追迹 C-6F]2:  
    Y+u_IJ  
    H{?vbqQ  
    xx9 g''Q  
     <oA7'|Bu<  
    7f!YoW;1  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 TOXfWEU3>  
    8jo p_PG'  
    !SdSE^lz`  
    8) 优化设定 6){]1h"  
    8MzVOF{"  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 9}F*P669f  
    n'kG] Q  
    ll.N^y;a  
    64G[|" j D  
    O5kz5b> Z  
    定义变量     K<qk.~ S  
    <;m<8RjX  
    [b>Fn%y  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） %'7lbpy,f  
    nR}sNl1  
    p,>5\Zre~  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) @As[k2  
    `e|0g"oP  
    9) 优化 ( b~T]3Es  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 4N zwE(  
    *|>d  
    %GA"GYL9'  
    ,3p~w5C/+[  
     6S*e xw  
    优化结束后会弹出如下报告 IsM}' .  
    1&)?JZhg  
    +)<wDDC_  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 {/(D$"j(S  
    (ehK?6[  
    10) 光线追迹与结果分析 MVTMwwO\[  
    t2I5hSf  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    =`:K{loxq  
    ~&8^9E a  
    P&)xz7wG  
    w' OXlR  
    优化后透镜的面型如下： m~P CB_ifW  
    透镜渲染效果
    ceM6{N<_U  
     UAFwi%@!-q  
     
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