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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 "}PaMR]  
    ya]CxnKR3  
    本文您将会学到如下内容： Q7`}4c)  
    透镜基本参数输入； `.+_}.m  
    优化变量与评价函数设定； l -~H Y*  
     优化； h?2qX  
     照度分析； Q4 Mp[  
    (3C6'Wt  
    2. 操作流程 %n`wU-?lK  
    ]zHUF!a*  
    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。 M{+Ie?ZI  
    ' jFSv|g+0  
     r8XY"<  
    XGZ1a/x;s  
    2) 创建透镜 rmc0dm&l]  
    heiIb|z  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens uzL)qH$b  
    /N+*=LIK I  
     8$<jd^w  
    c@)k#/[[b  
    3) 输入透镜参数 vj<HthC.k  
    i'|rx2]e  
    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； <Yfk7Un  
    +DS_'Tmr  
    4w0 &f  
    gQf'|%)AJ  
     K2<Q9 ,vt  
    将第二面的圆锥系数改为-1 O<l_2?S1  
    Oqeoh<y!\  
    4) 创建LED光源 zYfn;s%A  
    ~a&s5E {  
     92+LY]jS  
    光源类型为Random plane ; t{tcy$bw  
    光线数为10000； HF}%Ow  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； /02|b}{  
    形状选为椭圆； g@YJ#S(}  
    'mj0+c$  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. dK,j|  
    半径选择60度 o~H4<ayy  
    类型选择 Lambertian &AH@|$!E  
    形状选择 Elliptical 8C4DOz|  
    D]v=/43  
    波长选择默认默认波长 x/47e8/  
    Power默认为1 watts "NSm2RU3  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm F>E'/r*  
    Z8tQ#Pu{  
     oEvXZ;F@.  
    LED光源设定办法 !]4'f/  
    =@;uDu:Q  
     P4"_qxAW  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） a)GL z  
    m5 r65=E  
     i]gF 6:&  
    波长设定,颜色选为绿色 ~]BxM9  
    61>@-55k9  
     cf?*6q?n  
    功率设定（在Power units选择Watts） x9R_KLN:;  
    qT^R> p  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Y s[JxP  
    $J&ww P[  
     ^yg`U(  
    创建平面探测器(plane) B ?96d'A  
    4- z3+e  
     :VC#\/f  
    `sOCJ|rc5  
    6) 创建分析面 f.cIhZF  
    7k}[x|u  
    E]V:@/(M'  
     7H~StdL/>  
    光线滤光器设置 0TK+R43_  
    _3-nw  
    7) 执行光线追迹 oUXu;@l  
    IM),cOp=  
    z8FeL5.(  
    |&lAt \  
     K4NB#  
    xTNWT_d  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 `!Ei H<H}  
    y)o!F^  
    833KU_ N  
    8) 优化设定 6=a($s!   
    ,\ zp&P"p  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 syhTOhOX  
    :{?8rA5  
    {^ 1s  
    +[M5x[[$  
    ujsJ;\c  
    定义变量     E8#RG-ci  
    V}(snG,  
    ;i?Ao:]  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） j/_@~MJBt  
    M0g!"0?  
    :[P>e ox  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) Rdao  
    g-j`Ex%  
    9) 优化 &> 43l+  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 *kE2d{h^=C  
    \ a18Hp|%  
    "MZj}}l  
    .n1]Yk;,1  
    1V(tt{  
    优化结束后会弹出如下报告 ] )D\ws)a9  
     pv1J6  
    nsk`nck  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 3lYM(DT  
    +Z[(s!  
    10) 光线追迹与结果分析 wZN<Og+;  
    U WYLT-^x  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    5\/h3 i"I  
    K~8;wDN`b  
    cU7 c}?J<  
    z 17  
    优化后透镜的面型如下： fOtin[|}6@  
    透镜渲染效果
    @*jd.a`  
     6?OH"!b2-}  
     
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