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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 d=4MqX r  
    BkqIfV%O  
    本文您将会学到如下内容： _Wb-&6{  
    透镜基本参数输入； {h%.i Et%  
    优化变量与评价函数设定； zPkg3H  
     优化； QX]tD4OH  
     照度分析； 6 3u'-Z"4  
    :6M0`V;L  
    2. 操作流程 "?9fL#8f*!  
    iGU N$  
    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。 ^3yjE/Wi"  
    .D>lv_kp  
     _RmE+Xg2  
    >Ia(g0  
    2) 创建透镜 f@/qW!o  
    /w!' [  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Nm081ic2<  
    "4?hK  
     \qTNWA #'  
    1)PR]s:-m@  
    3) 输入透镜参数 z~Pmh%b  
    YJ6vyG>%C  
    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； 2E1TJ.[BS  
    ,/ig8~u'c  
    /1>  
    &S-& 'ZAY  
     QNtr=  
    将第二面的圆锥系数改为-1 4*,q 1yK  
    CM#EA"9  
    4) 创建LED光源 p.\KmEx  
    N^ET qg  
     }mGD`5[`  
    光源类型为Random plane ; jI V? p  
    光线数为10000； pnG8c<  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； -$kJERvy  
    形状选为椭圆； =Ffq =<  
    X}=f{/\S  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ~R8yj(  
    半径选择60度 cU6#^PFu  
    类型选择 Lambertian [uY 2N h  
    形状选择 Elliptical #<e7 Y0  
    >>8w(PdTn%  
    波长选择默认默认波长 JS:lysu  
    Power默认为1 watts H'`(|$:|  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm H.mG0x`M"E  
    a?MtY EK2  
     0X-2).n u  
    LED光源设定办法 )/AvWDKvO  
    Jqj6L993e  
     ykeUS zz2  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） -U $pW(~  
    B<&_lG0sS  
     '9dtIW6E  
    波长设定,颜色选为绿色 E!<$J^  
    j)DZmGg&t  
     UmE{>5Pt  
    功率设定（在Power units选择Watts） Z4-dF;7  
    KEN-G  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane @[RY8~  
    }"x*xN  
     {4 d$]o0V  
    创建平面探测器(plane) 4<K`yU]"  
    I`kp5lGD2  
     4w6K|v<X  
    `4q}D-'TF8  
    6) 创建分析面 sN}@b8o@  
    5mNXWg7#]  
    ;wxt<   
     S: uEK  
    光线滤光器设置 a0.3$  
    +"cyOC  
    7) 执行光线追迹 {wXN kq  
    K@~#Gdnl  
    EM/+1 _u  
    q$rA-`jw  
     rM=A"  
    K-C,+eI  
    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。 tuUXW5!/  
    =M#?*e  
    ZcRm5Du~:  
    8) 优化设定 xm0#4GFUS  
    Nt-SCLDM  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 vaOL6=[#:g  
    %pkq ?9  
    ee^_Dh4  
    r(T/^<  
    'aP*++^   
    定义变量     faOWhIG  
    5)5bt q)[  
    E}vO*ZZEw  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） 'f7 *RSKqb  
    5a!e%jj  
    I 47GQho  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) 7U`S9DDwq  
    }a1Sfl@`3  
    9) 优化 @h$0S+?:  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 z\8yB`8b^  
    %*q0+_  
    4`P2FnJ?  
    b N e\{k  
    I*S`I|{J  
    优化结束后会弹出如下报告 <?{}Bo0xG  
    xM//]  
    x <\D@X^  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ^MHn2Cv/~  
    7QiCZcb\  
    10) 光线追迹与结果分析 K[ gWXBP  
    3@`H<tP'6o  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    A=C3e4.C  
    rL sK-qQ  
    nWF4[<t  
    G0 /vn9&  
    优化后透镜的面型如下： ;Fem<p)V  
    透镜渲染效果
    5 t`ap  
     @IY?DO  
     
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