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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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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 10-11
    1. 摘要 ;Gxp'y  
    aYe,5dK>  
    本文您将会学到如下内容： RX:\@c&  
    透镜基本参数输入； J%EbJ5p<QF  
    优化变量与评价函数设定； gOa'o<  
     优化； ?3Wh. %n  
     照度分析； W,YzD&f=uS  
    Z~$=V:EA?  
    2. 操作流程 zl46E~"]x  
    [g/Hf(&  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 V@<tIui$  
    5) o-$1s A  
     t/HMJ  
    D0=D8P}H:  
    2) 创建透镜 A\lnH5A  
    +Tde#T&[  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens gm9e-QIHK  
    mgX0@#wFn  
     |h(!CFR  
    #ldNWwvRGj  
    3) 输入透镜参数 w``t"v4  
    Zs e3e  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； Bm"jf]  
    'Wl) )lB  
    Lp20{R  
    Ua\g*Cxh  
     / O6n[qj|  
    将第二面的圆锥系数改为-1 +ww paR`  
    <6U{I '  
    4) 创建LED光源 3zY"9KUN  
    :51Q~5k4  
     %Vrl"4^}t  
    光源类型为Random plane ; i 4lR$]@  
    光线数为10000； il\#R%';5  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； f8_5.vlw  
    形状选为椭圆； ,SuF1&4  
    ZU7e1VaZM  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ~d?7\:n  
    半径选择60度 I,QJ/sI  
    类型选择 Lambertian ,d<wEB?\`  
    形状选择 Elliptical #JeZA0r5  
    KWCA9.w4q  
    波长选择默认默认波长 ;2@MPx  
    Power默认为1 watts ~<Uwum v  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm x "]%q^x  
    7EOn4I2@[  
     b\"JXfw  
    LED光源设定办法 yAG4W[  
     :D} xT]  
     Xoml  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） Duj9PV`2  
    z<ptrH  
     [zn`vT  
    波长设定,颜色选为绿色 G<9MbMG  
    20d[\P(.  
     \=v7'Hp  
    功率设定（在Power units选择Watts） DoX#+ 07u4  
    + B%fp*  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane f8L  
    X8<<;?L  
     j! iimdq  
    创建平面探测器(plane) &Ph@uZ\  
    O1Ey{2Q  
     > YKvwbCf8  
    k]l M%  
    6) 创建分析面 4Wk/^*?  
    ?W1( @.  
    bqFGDmu6'  
     ^F5[2<O/!  
    光线滤光器设置 5'?K(Jdmp  
    hZVF72D26  
    7) 执行光线追迹 k+'Rh'>  
    L qMH]W  
    `n Y!nh6!  
    }ARWR.7Cc  
     VT?J TW  
    L0qo/6|C  
    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。 \,!FL))yC  
    ~ULuX"n  
    ;yqJEj_m(  
    8) 优化设定 lV]hjt-L 2  
    SWY?0Pu  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 qi;@A-cq  
    8TD:~ee  
    4M*UVdJ;  
    `LVItP(GUM  
    %L=ro qz  
    定义变量     H\W60|z9  
    CA7tI >y_  
    U2$e?1y  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） $T8Ni!#/C  
    m%m/#\J E  
    ba1zu|@w  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) K8XXO"  
    {UQpD   
    9) 优化 D@rOX(m  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 |#^u%#'[2  
    h2`W~g_  
    RvZi%)  
    |F-_YR  
    Bbz#$M!:  
    优化结束后会弹出如下报告 >7!4o9)c  
    dz5a! e [  
    Os?G_ziIB  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 @C0{m7q  
    HB\<nK  
    10) 光线追迹与结果分析 UtIwrR[  
    282 m^ 2  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    Dp8YzWL2^  
    1 9$ufod  
    /d%&s^M:  
    z'O$[6m6  
    优化后透镜的面型如下： sEt5!&  
    透镜渲染效果
    lRi-?I| ~9  
     J Xo_l  
     
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