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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 Vq-W|<7C=  
    <;kcy :s  
    本文您将会学到如下内容： u a%@Ay1|  
    透镜基本参数输入； oN({X/P2j  
    优化变量与评价函数设定； v]{F.N  
     优化； JJe8x4  
     照度分析； \no6]xN;  
    x$hhH=  
    2. 操作流程 #!?jxfsFa  
    2S,N9 (7  
    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。 5ir Ffr  
    )SU\s+"M  
     ] MP*5U>;  
    /|s~X@%K  
    2) 创建透镜 ! [3  /!  
    LuW>8K\  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens vbBNXy/  
    RISDjU3  
     G.")Bg  
    RW-) ({  
    3) 输入透镜参数 (;!92ct[?  
    I%(YR"  
    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； e'I/}J  
    WwUhwY1o!L  
    .q90+9Ek=  
    FP=up#zl  
     %plu]^Vy  
    将第二面的圆锥系数改为-1 \<ko)I#%  
    %cO^:  
    4) 创建LED光源 ES}V\k*}  
    =e)t,YVm  
     (n{x"rLy/  
    光源类型为Random plane ; M}fk[Yr>  
    光线数为10000； %8O1sF  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； _sqj~|K  
    形状选为椭圆； }]#&U/z  
    ]SC|%B_*  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. cs lZ;  
    半径选择60度 &2,3R}B/  
    类型选择 Lambertian O*7vmPy  
    形状选择 Elliptical ='vD4}"j  
    %1oB!+tv  
    波长选择默认默认波长 {=%,NwPs  
    Power默认为1 watts Kpg?' !I  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm dy>5LzqK3  
    efr9  
     +0ALO%G;G"  
    LED光源设定办法 `5Bv2 wlIV  
    >^6|^rc  
     $PstEL  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） [I?[N.v  
    @cr/&  
     3q W](  
    波长设定,颜色选为绿色 r.q*S4IS.m  
    q4ttmL8  
     F;bkV}^  
    功率设定（在Power units选择Watts） AQ&vq$  
    ^Gi7th,  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane EQWRfx?d  
    5e3p9K`5  
     0QP=$X  
    创建平面探测器(plane) })+iAxR  
    wz..  
     0q4P hxR`e  
    `?{6L#  
    6) 创建分析面 2`^6``  
    bf=!\L$  
    v2IcDz`}7  
     w@"Zjbs`  
    光线滤光器设置 w`DcnQK'  
    :_,a%hb+8  
    7) 执行光线追迹 9u)p9)^-.v  
    fH@cC`  
    @d5$OpL$%  
    ihJ!]#Fbm  
     O>N/6Z  
    s#'Vasu  
    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。 k8\ KCKql  
    L@'2}7N1%  
    q*Oj5;  
    8) 优化设定 |}2/:f#Iz*  
    Y<IuwS  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 g:O/~L0Xb  
    tPa( H;  
    g(auB/0s  
    w/ ^_w5  
    ^W(ue]j}o  
    定义变量     LF `]=.Q  
    <ne?;P1L  
    ,SPgop'  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） 2ql)]Skg6  
    4X",:B}  
    ZbiC=uh  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) ,RDWx  
    :@@`N_2?  
    9) 优化 pTaC$Ne  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 /Xj{]i3{  
    Wy\^}  
    Rp;"]Q&b  
    7O8 @T-f+2  
    aS[y\9(**  
    优化结束后会弹出如下报告 ePZ Ai"k  
    .Tm.M7  
    :IU<AG6  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 P* i 'uN  
    %y\5L#T!>  
    10) 光线追迹与结果分析 ;jaugKf  
    e|W;(@$<  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    -[J4nN&N  
    bHcBjk.\  
    auB 931|  
    }t"K(oamm  
    优化后透镜的面型如下： dGj0;3FI%  
    透镜渲染效果
    KgbBa2@ +  
     QgKR=GR6  
     
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