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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 -;/ Y  
    d'OGVN  
    本文您将会学到如下内容： _A3X6  
    透镜基本参数输入； JnHNkCaU  
    优化变量与评价函数设定； x,uBJ  
     优化； abSq2*5K  
     照度分析； $ 9=8@  
    5k~\or 5_  
    2. 操作流程 #C x%OIi[f  
    GV>&g  
    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。 N<n8'XDdG  
    ZB0+GG\  
     R[Nbtbv9Q  
    I=odMw7Hj  
    2) 创建透镜 P5P< "  
    cm,4&x6  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens w5(yCyNp~  
    [xf$VkjuF  
     sv`"\3N[  
    [4\aYB9N  
    3) 输入透镜参数 6klD22b2$  
    ZPvf-Pq Jl  
    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；  Fs)  
    snq;:n!   
    :q;R6-|.  
    {G%3*=?,j  
     ?Q?598MC  
    将第二面的圆锥系数改为-1 --A&TV  
    7H#2WFQ7  
    4) 创建LED光源 h1c{?xH2r  
    f~R[&q +  
     l=NAq_?N\  
    光源类型为Random plane ; !t% Q{`p  
    光线数为10000； }H2#H7!H  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； 5W{hH\E _5  
    形状选为椭圆； ,2_w=<hq  
    2`E! |X  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Ck@M<(x  
    半径选择60度 o?y"]RCM  
    类型选择 Lambertian -%i#j>  
    形状选择 Elliptical 1lsLG+Rpxi  
    3C#RjA-2[  
    波长选择默认默认波长 r@Nl 2  
    Power默认为1 watts & +]x;K  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm o X@nP?\  
    <5k&)EoT  
     ]LVnt-q  
    LED光源设定办法 pALJl[Cb  
    Bz:&f46{  
     #// %&k  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） rmQ\RP W  
    }_]As}E  
     gw J}]Tf  
    波长设定,颜色选为绿色 \imp7}N  
    *_#&"(P  
     0mVuD\#=!  
    功率设定（在Power units选择Watts） PF6 7z]<o  
    7j T#BWt  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane zsQF,7/}B  
    kU1 %f o  
     Az9J\V~"  
    创建平面探测器(plane) 5Xj|:qz<(  
    Pj._/$R[/  
     CWBbSGk  
    'QR4~`6I  
    6) 创建分析面 *#6|!%?g  
    /k) NP  
    zu<>"5}]  
     K#@K"N =  
    光线滤光器设置 jzQ I>u  
    c8q G\\t[  
    7) 执行光线追迹 ]| z")gOE  
    ~T7\8K+ $  
    a}w&dE$!-  
    F=: c5z  
     pLPd[a  
    kR_E6Fl  
    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。 1 0V+OIC  
    N" ;^S  
    :/~_sJt C  
    8) 优化设定 gkLr]zv  
    h~:H?pj3g  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 =uS8>.Qj  
    gsi<S6DQ8  
    il7 !}  
    j~.u>4  
    /CbkqNV  
    定义变量     .C6gl]6y@  
    q4 $sc_0i  
    oR7 7`  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） |NXFla  
    m8p4U-*j  
    4@gl4&<h  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) CO7CNN  
    *x5o=)Y  
    9) 优化 >[hrJn[  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 oUCVd}wH  
    RBPYG u'6B  
    u"eZa!#  
    xR _DY'z  
    Qve`k<Cj"  
    优化结束后会弹出如下报告 JW2W>6Dgv[  
    *SWv*sD  
    j_hjCQ  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 e_\SSH @tw  
    h@ EJTAi  
    10) 光线追迹与结果分析 {XyG1  
    YK7gd|LR]  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    H#_}^cGPR=  
    v!iWzN  
    -0/=k_q_  
    bl6':m+  
    优化后透镜的面型如下： e$gaE</  
    透镜渲染效果
    hl=oiUf[s  
     Tm0?[[3hC  
     
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