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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 +;ILj<!Z7  
    4=T.rVS[  
    本文您将会学到如下内容： iFypKpHg~  
    透镜基本参数输入； "Q>gQKgL  
    优化变量与评价函数设定； )Td;2  
     优化； S>! YBzm&X  
     照度分析； 6hW ~Q  
    Xqz\%&G  
    2. 操作流程 fH#*r|~  
    [i&EUvo  
    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。 "k0bj>  
    9Ez>srH(  
     a___SYl 'K  
    g"F&~y/p  
    2) 创建透镜 S1!X;PP/  
    Rfk8trD B  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens jgz}  
    TVVr<r  
     re$xeq\1P?  
    9ozK}Cg4  
    3) 输入透镜参数 q$<M2  
    hI^Hqv  
    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； aR2Vvo  
    .w.jT"uD!  
    YEbB3N  
    'pa>;{  
     3>+9Rru  
    将第二面的圆锥系数改为-1 =}$YZuzmU  
    h8ikM&fl  
    4) 创建LED光源 N 9.$--X}D  
    rmzM}T\20  
     fW'@+<b  
    光源类型为Random plane ; GW29Rj1  
    光线数为10000； S m%\,/3  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； XVlZ:kz  
    形状选为椭圆； JFJ_ PphvD  
    BeNH"Y:E  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. aT]G&bR?  
    半径选择60度 y,i ~w |4  
    类型选择 Lambertian :FUefW m  
    形状选择 Elliptical |U GmIm%  
    ,D6hJ_:  
    波长选择默认默认波长 FRSz3^Aw  
    Power默认为1 watts qG=>eRR  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ':mw(`  
    ~=!d>f~U  
     P$ a `8~w  
    LED光源设定办法 RSK~<Y@]q{  
    &gNb+z+  
     XMR$I&;G8  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） "5 /i  
     wfecM(  
     e]1&f.K  
    波长设定,颜色选为绿色 ({R-JkW: ;  
     Xf4   
     6 aE:v R2  
    功率设定（在Power units选择Watts） QM"\;l??  
    eplz5%<  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane rzR=% >  
    p}b:(QN~m  
     TjU g8k  
    创建平面探测器(plane) XL`*T bx  
    c7E|GZ2Hc  
     AM[#AZv  
    2/T4.[`t  
    6) 创建分析面 TL29{'4V  
    _7)>/YK?}4  
    aB=&XGV9  
     &gP/<!#  
    光线滤光器设置 ];3]/b)&  
    P0Q]Ds|  
    7) 执行光线追迹 ,n}h_ct  
    (O&R-5m  
    4TP AD)C  
    jHU5>Gt-}  
     N=JZtf/i  
    [SJ)4e|)  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 !XJvhsKXy  
    y1oQ4|KSI  
    C1x"q9| \`  
    8) 优化设定 9AA_e ~y  
    &D/@H1fBe  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 2j*+^&M/  
    w%3R[Kdzk  
    _#jR6g TY  
    DCv=*=6w  
    ]c Or$O*  
    定义变量     9{A[n}  
    U= Gw(  
    ']x`d  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） r?:zKj8/u  
    (=T%eJ61  
    =SY`Xkj[  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) b_'VWd:am  
    Oi?+Z:lak  
    9) 优化 -MCDX^ >P  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 w~3~:w$  
    FC +}gJ(q  
    "B$r{ vG  
    8iB}gHe9  
    $*KM%M6  
    优化结束后会弹出如下报告 "1-gMob  
    +s`HTf  
    ~"Q24I  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 77]6_  
    gf&\)"  
    10) 光线追迹与结果分析 (59u<F  
    ^z _m<&r  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    0- =PP@W  
    iB1+4wa  
    }Qqi013E L  
    %mO.ur>21  
    优化后透镜的面型如下： |([|F|"  
    透镜渲染效果
    C{5bG=Sg~  
     ) ]y^RrD  
     
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