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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 m*'^*#  
     -)='htiU  
    本文您将会学到如下内容： sR(or=ub~  
    透镜基本参数输入； 6.uyY@Yx  
    优化变量与评价函数设定； l'Oz-p.@  
     优化； d<x7* OW)  
     照度分析； pb>TUKvT&  
    C2$_Ad=s  
    2. 操作流程 rGNYu\\  
    osBwX.G'l  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 7FQ&LF46  
    ?vnO@Bb/a  
     8mrB_B5  
    @e`%'  
    2) 创建透镜 blUnAu o~  
    EISgc {s  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens mNc?`G_R  
    NU]+ {7  
     c8@zpkMj/  
    MXVQ90  
    3) 输入透镜参数 ( o(,;  
    s *8)|N  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； PG51+#  
    Fl{@B*3@w  
    sf7~hN*  
    \/wbk`2  
     `FJ2 ?  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ls;!Og9  
    /i[1$/*  
    4) 创建LED光源 ?KB+2]7m6  
    nq/SGo[c  
     {E 'go]  
    光源类型为Random plane ; 4\#b@1]}  
    光线数为10000； dcn/|"jr  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； 1M={8}3  
    形状选为椭圆； yPn!1=-(  
    Q>%{Dn\?  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. $2kZM4  
    半径选择60度 KUE}^/%z  
    类型选择 Lambertian j#f7-nHyz8  
    形状选择 Elliptical f[XsnN2  
    >V,i7v*?  
    波长选择默认默认波长 .='hYe.  
    Power默认为1 watts ^e~m`R2fHh  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm > &VY  
    s(?A=JJ  
     N E/_  
    LED光源设定办法 ~%D=\iE  
    V,?BVt  
     Z /*X)mBuB  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） wvnuE<o8  
    P.t0o~hoK;  
     D8O&`!mf  
    波长设定,颜色选为绿色 z]V%&f  
    DxvD 1u   
     R)Y*<Na  
    功率设定（在Power units选择Watts） xC5`|JW  
    $j"TPkW{M  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane C%ZSsp u  
    YsBOh{Ml  
     9C"d7--  
    创建平面探测器(plane) pN-c9n4#j  
    An2Wj  
     rl0|)j  
    (\A~SKEX  
    6) 创建分析面 g-O}e4  
    yrCY-'%  
    O @)D%*;v  
     sR*.i?lN  
    光线滤光器设置 ,f3Ck*M  
    Yd>ej1<  
    7) 执行光线追迹 slRD /  
    vN8Xq+  
    cd-; ?/  
    Y?b4* me  
     m@#@7[6]o  
    IHaNg K2  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 kE*OjywN  
    'du{ky  
    c_+y~X)i  
    8) 优化设定 0X: :<N@  
    -< RG'I~  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 A3cW8 OClz  
    {I"`(  
    lMW4SRk1C  
    A"W}l)+X  
     uZA^o  
    定义变量     [7|j:!  
    A\S1{JrR  
    kIlK"=  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） @ApX43U(  
    -|\SNbPTV  
    6~b]RZe7  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) e|&}{JP{[  
    ^+)q@{\8Y  
    9) 优化 TP-<Lhy  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 A;g{H|  
    F')fi0=  
    i rRe}  
    pS C5$a(  
    |fTWf}Jx  
    优化结束后会弹出如下报告 K,o@~fj  
    j^&{5s  
    3$hbb6N%6.  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 Ml Bw=Nr  
    :(o6^%x  
    10) 光线追迹与结果分析 N)rf /E0  
    xU5+"t~  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    :a#p zEK  
    O{F)|<L(G  
    Zagj1 OV|  
    3{;W!/&>  
    优化后透镜的面型如下： Y=-ILN("  
    透镜渲染效果
    0-9.u`)#yu  
     _P]!J~$5  
     
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