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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 _EBDv0s  
    >Zp]vK~s  
    本文您将会学到如下内容： fi@+swfc  
    透镜基本参数输入； K OHH74}_  
    优化变量与评价函数设定； -`1L[-<d=/  
     优化； OL+40J  
     照度分析； NGD2z.  
    +P;D}1B#I?  
    2. 操作流程 g. VIe  
    5|={1Lp24g  
    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。 &WV 9%fI  
    i'LTKj  
     0r&9AnnWu+  
    >$9yQ9&|  
    2) 创建透镜 /XK`v=~(l{  
    [5d][1=  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens dWWkO03 |  
    S#z8H+'  
     &l*dYzqq  
    DG FvRB  
    3) 输入透镜参数 QX3![;0F  
    %QZ!Tb  
    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； 1VsEic  
    H ?:#Ui(p  
    $?Mz[X  
    H%%nB  
     IYC#H}  
    将第二面的圆锥系数改为-1 $ T_EsnN  
    'GoeVq  
    4) 创建LED光源 FDC{8e  
    ty=?SZF  
     \r9%;?f  
    光源类型为Random plane ; 2^lT!X@  
    光线数为10000； +W4g:bB1  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； {j@)sDM X  
    形状选为椭圆； !\ukb  
    \gXx{rLW  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ~n 9DG>a  
    半径选择60度 P!ICno6[e  
    类型选择 Lambertian U.0/r!po  
    形状选择 Elliptical nU *fne?  
    X'4 Yofs  
    波长选择默认默认波长 1"6k5wrIA  
    Power默认为1 watts LK5H~FK  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 8{<cqYCR  
    >Tx;<G  
     =^M t#h."  
    LED光源设定办法 JH;DVPX9z  
    4!qDG+m  
     v w;  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） .e+UgC wi  
    6p{x2>2y[  
     +yI^<BH  
    波长设定,颜色选为绿色 m(P)oqwM  
    0-HE, lv  
     v[ '5X  
    功率设定（在Power units选择Watts） #|i{#~gxM  
    o$ k$  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane %Q~Lk]B?t  
    #4u; `j"4=  
      8[OiG9b  
    创建平面探测器(plane) qZ }XjL  
    TZ2f-KI  
     Q.AM  
    #"JU39e  
    6) 创建分析面 YPEd XU8}  
    Shd,{Z)-Tg  
    xGA0] _  
     \&90$>h  
    光线滤光器设置 M8}M*\2  
    ^ I YN"yX_  
    7) 执行光线追迹 uSjMqfK  
    RGLqn{<V  
    #!Fs[A5%  
    U8!njLC  
     OpE+e4~IF  
    I:"`|eHxv  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 N!,l4!M\N  
    Hkt'~ L*   
    bwFc>{Wo5  
    8) 优化设定 +pm8;&  
    w>s  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 }D O#{@af  
    s q KkTG3  
    4+gA/<  
    dr o42#$Mo  
    ]Ox.6BKjDP  
    定义变量     gjV&X N  
    KK?~i[aL  
    z wW9>Y  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） -( G2@NG  
    ~/%){t/uLY  
    CHB{P\WF  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) BKEB,K=K@  
    %9.KH  
    9) 优化 nLg7A3[1v  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 +h/$_5  
    @:I/lg=Qd  
    ?6bE!36  
    s>X;m.<  
    `L>'9rbZO  
    优化结束后会弹出如下报告 9P$'ON'"  
    %XeU4yg\e  
    3a0C<hW  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 7>LhXC  
    v oxlo>:  
    10) 光线追迹与结果分析  lzuZv$K  
    L%"Mp(gZ  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    HNPr| (  
    ~6nQ-  
    ajAEGD2Zq  
    U DG _APf  
    优化后透镜的面型如下： t-Wn@a  
    透镜渲染效果
    mx yT==E  
     1"k@O)?JP  
     
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