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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 1q7tiMvV-  
    ?)D^~/ A  
    本文您将会学到如下内容： 2JGL;U$  
    透镜基本参数输入； T{v>-xBRy  
    优化变量与评价函数设定； Xf[kI  
     优化； k[j90C5  
     照度分析； dT"hNHaf  
    > L2HET  
    2. 操作流程 b97w^ah4gJ  
    +Vb8f["+-  
    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。 S$,'Q^~K  
    $sHP\{  
     W~1~k{A  
    $'rG-g!f\  
    2) 创建透镜 &ANP`=  
    :aCrX  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens e'%v1-&sP  
    yw-8#y  
     MK #wut  
    46@{5)Tq  
    3) 输入透镜参数 Q4*?1`IsR  
    b;sVls  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； b?X.U}62_  
    HBS\<}  
    }@ Z56  
    t_^X$pL  
     aT!'}GjL  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ~}EMk3  
    1RcSTg  
    4) 创建LED光源 H %JaZ?(  
    b V+(b9  
     v{zMO:3  
    光源类型为Random plane ; JxE53ev  
    光线数为10000； L!0OC''C  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； vX0f,y  
    形状选为椭圆； J]l rS  
    jp8@vdRg  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. RqEH| EUZ  
    半径选择60度 gI^o U 4mq  
    类型选择 Lambertian 4;n6I)&.(  
    形状选择 Elliptical 3~S'LxV  
    00v&lQBW  
    波长选择默认默认波长 X[ q+619  
    Power默认为1 watts 0sN.H=   
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm %~L>1ShtU  
    eAv4FA4g  
     +/,icA}PI  
    LED光源设定办法 X[`bMa7IB(  
    ];'v8)Y  
     .+7;)K   
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） B`*ZsS=R-  
    S}APQ  
     ]8q3>  
    波长设定,颜色选为绿色 eSWL rryY  
    O5$/55PI  
     p' M%XBu  
    功率设定（在Power units选择Watts） G9g1hie@%  
    JJ;[,  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ~\{^%~[48  
    | N0Z-|  
     06$!R/K  
    创建平面探测器(plane) ?\C"YG69T  
    s! n<}C  
     ,0x y\u  
    pw7[y^[Qg  
    6) 创建分析面 x77l~=P+!  
    fRg`UI4w}  
    Q+4Xs.#  
     Y3Vlp/"rB"  
    光线滤光器设置 n 1!?"m!  
    !r# ?C9Sq  
    7) 执行光线追迹 LP MU8Er  
    \ [a%('}  
    !9Aaj<yxm  
    .e=C{  
     9Xx's%U  
    z dO#0t N  
    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。 `jwa<N4e@  
    v|U(+O  
    (SKVuR%Jj  
    8) 优化设定 os/vtyP:a  
    0GJn_@hr  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ]T%rjsN  
    T49zcJf;  
    zN  [2YJ$  
    In`mtn q  
    (V4 ~`i4V  
    定义变量     -jMJAYjV  
    c%=IL M4  
    =JJL[}a|  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） 6`f2-f9%iq  
    (\SA *.)  
    Z)jw|T'X  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) lT(oL|{#P  
    1Tu *79A  
    9) 优化 } \ZaE~  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 F&&$Qn_+  
    \hB5@e4i2  
    TY1I=8  
    OoWyPdC+P  
    iezO9`  
    优化结束后会弹出如下报告 [7[0^ad  
    Y.*y9)#S6  
    k1QpKn*  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 YCP) %}  
    *8LMn   
    10) 光线追迹与结果分析 3D2E?$dX  
    7D<#(CE{  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    b[`Yi1^]%g  
    92EWIHEWZ  
    Y'ow  
    ;UxP Kpl  
    优化后透镜的面型如下： utIX  %0  
    透镜渲染效果
    l,kUhZ@W  
     0(S"{Ov  
     
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