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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: 2024-10-11
    1. 摘要 u:l<NWF^  
    uocFOlU0n  
    本文您将会学到如下内容： [fvjvN`  
    透镜基本参数输入； CMv8n@ry  
    优化变量与评价函数设定； ?`kZ6$  
     优化； %i?v)EW  
     照度分析； =9p3^:S  
    o :4#Ak S  
    2. 操作流程 .We{W{  
    ]8Xip/uE  
    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。 /?TR_>  
    $ZB`4!JxG  
     TpYh)=;k  
    `Nz`5}8.?  
    2) 创建透镜 Y!Io @{f  
    pY\ =f0]  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens -2 8bJ,  
    @*=5a (#  
     4HGS  
    8=0I4\  
    3) 输入透镜参数 :B7U),T  
    Rs"G8Q9Q  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； ZYt<O  
    3r,Kt&2$  
    A McZm0c`  
    n:1Ijh 1  
     > XM]UdP  
    将第二面的圆锥系数改为-1 +~y>22Zfg  
    *uy<Om  
    4) 创建LED光源 PQh s^D  
    PqF&[M<)  
     uq54+zC  
    光源类型为Random plane ; vr2PCG[~  
    光线数为10000； %p&y/^=0I  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； )DlKeiK  
    形状选为椭圆； :IfwhI)  
    P46Q3EE  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. K" X" 2c1o  
    半径选择60度 tp&|*M3  
    类型选择 Lambertian ja&m-CFK  
    形状选择 Elliptical YB2gxZ  
    )Z['=+s%  
    波长选择默认默认波长 g+<[1;[-  
    Power默认为1 watts 'ShK7j$  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm :rjfAe=s  
    yq^Ma  
     H3ovF  
    LED光源设定办法 _)~VKA]""  
    Y| ch ;  
     8gt&*;'}*D  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） ``6-   
    JAXD\StC  
     y%kZ##  
    波长设定,颜色选为绿色 . sFN[>)  
    ha 2=O  
     e6jA4X+a  
    功率设定（在Power units选择Watts） 'V&Uh]>  
    ~vM99hW  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane d~{$,"!-f  
    S'hUh'PZ  
     zEukEA^9`  
    创建平面探测器(plane) 0'YP9-C3  
    { w sT  
     U F*R1{  
    Ud e?[6  
    6) 创建分析面 TOS'|xQ  
    hCd? Kti  
    A=p'`]Yld  
     PB8g4-?p6  
    光线滤光器设置 }N$f=:iI  
    )58 ~2vR  
    7) 执行光线追迹 |d*a~T0  
    &;L=f;   
    c$tX3ug6I  
    aJA(UN45  
     yTZ o4c "  
    n^O!93a  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 %%>nM'4<  
    |\G^:V[.  
    0\B{~1(^  
    8) 优化设定 M6Np!0G  
    nbf/WOCk  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 iemp%~UZ  
    \hBzP^*"n  
    ; D/6e6  
    c:>&YGmhu  
    .kPNWNrw  
    定义变量     h& }iH  
    TO"Md["GI  
    y)CvlI  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） ~T-uk  
    A>2_I)  
    Gsb^gd  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) UOl*wvy  
    E]GbLU;TH  
    9) 优化 f86Z #%  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 .8!\6=iJB  
    } e+`Kxy  
    l!&ik9m  
    ]W`?0VwF  
    A8Fe@$<#8  
    优化结束后会弹出如下报告 Yv@n$W`:  
    &r4|WM/ec  
    u;c WIRG  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 yGAFQ|+  
    Y68A+ B.  
    10) 光线追迹与结果分析 Xo/H+[;X  
    Z${eDl6i  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    (=Kv1 HaD  
    :/$WeAg  
    m6n%?8t  
    X~D[CwA|`  
    优化后透镜的面型如下： |l+5E   
    透镜渲染效果
    U$& '>%#  
     6uFw+Ya#  
     
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