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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 nakhepLN  
    5"]PwC  
    本文您将会学到如下内容： %`-NWAXL  
    透镜基本参数输入； JrYpZ.Nh  
    优化变量与评价函数设定； ;(TBg-LEK  
     优化； JxNjyw  
     照度分析； Xl@nv9m  
    ?(;ygjyx  
    2. 操作流程 eW0:&*.vMj  
    nU||Jg  
    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。 jQ1~B1(  
    %[Ia#0'Y@  
     O/iew3YF  
    $BkdC'D  
    2) 创建透镜 ezC55nm  
    dcYUw]  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens qyQPR  
    t.485L %  
     ,t(y~Z wJ  
    BY32)8SH  
    3) 输入透镜参数 f+-w~cN  
    64h r| v  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； :q0C$xF  
    /,c9&i t(M  
    T->O5t c  
    !>  
     6TlkPM$~2  
    将第二面的圆锥系数改为-1 3[-L'!pOX3  
    d+[hB4!l2  
    4) 创建LED光源 nke[}Hqf  
    ~Se/uL;*  
     F~)xZN3=  
    光源类型为Random plane ; )TVyRYZ1  
    光线数为10000； >eWHPO  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； Zb<DgJ=3  
    形状选为椭圆； c3g\*)Jz"F  
    [ wr0TbtV  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. gy_n=jhi+  
    半径选择60度 +w%MwPC7`  
    类型选择 Lambertian s <Ag8U8  
    形状选择 Elliptical D.)R8X  
    ~^KemwogPN  
    波长选择默认默认波长 :,LX3,  
    Power默认为1 watts [;h@ q}  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm y [.0L!C {  
    *:_ xy{m\  
     %(,JBa:G  
    LED光源设定办法 pU<->d;->  
    e nDjP  
     M5[AA/@  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） +c+#InsY  
    $l0^2o=  
     h9 [ov)  
    波长设定,颜色选为绿色 uRxo,.}c  
    . m@Sk`s  
     kYmkKl_  
    功率设定（在Power units选择Watts） vb\UP&Ip  
    pV<18CaJ  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane '!b1~+PV  
    !xA;(<K[^  
     `hY%<L sI  
    创建平面探测器(plane) dHg[0Br)r  
    <Mxy&9}ic  
     U43PHcv_  
    svHs&v  
    6) 创建分析面 !1-:1Whz8  
    AW%^Xt  
    wRi!eN?  
     bCy.S.`jHQ  
    光线滤光器设置 vsRn \Y  
    <vhlT#p   
    7) 执行光线追迹 6- s/\  
    xCiY jl$  
    v`*!Bhc-  
    Xj.6A,}^  
     "  q0lh  
    5O]ph[7  
    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。 118A6qyi  
    ROW8YTYb  
    !%_}Rv!JT  
    8) 优化设定 _@ev(B  
    !QSL8v@c  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 =M*31>"I0  
    pbl;n|  
    L:}hZf{p*  
    _r?H by<b  
    &Plc  
    定义变量     ;Ze}i/l  
    G  ZDyw9  
    J XPE9uH  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） dE%rQE7'  
    zL+jlUkE  
    W{*U#:Jx1  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) UQ}[2x(Kb  
    xKv\z1ra  
    9) 优化 T9}G:6  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 sV%<U-X  
    qm{(.b^  
    @_J~zo  
    O>IY<]x>L  
    Vof[yL `  
    优化结束后会弹出如下报告 .Wc<(pfa  
    l#Ipo5=  
    [sy~i{Bm  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 bzF>Efza  
    tMR&>hM  
    10) 光线追迹与结果分析 P\pHos  
    zgI!S6q  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    Y[R veF  
    wa\Yc,R  
    sn+g#v9e  
    hs!a'E  
    优化后透镜的面型如下： anxg D?<+B  
    透镜渲染效果
    >7V96jL$Y  
      iVu  
     
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