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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 x0dBg~I  
    ?T>)7Y)  
    本文您将会学到如下内容： x\Kt}/97e  
    透镜基本参数输入； Fma#`{va  
    优化变量与评价函数设定； jh~E!%d77  
     优化； #nS crs@  
     照度分析； `M,Gsy1h  
    JuR x>F4  
    2. 操作流程 4 :M}Vz-  
    3'tq`t:SQ  
    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。 yO J|t#  
    uVZX53 ,g  
      0gJ{fcI  
    \{}5VVw-S?  
    2) 创建透镜 |I=GI]I  
    '.t{\  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens +)*oPSQ5  
    v}uzUY  
     7k#0EhN1>  
    zw%1 a 3!  
    3) 输入透镜参数 A7GWU{i  
    3 E!F8GZ  
    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'/}zz  
    >d^DN;p  
    BBRZlx  
    F Xp_`9.zH  
      ^J& }C  
    将第二面的圆锥系数改为-1 $8NM[R.8^4  
    O?qM=W  
    4) 创建LED光源 OCWyp  
    |DXi~  
     tx}=c5  
    光源类型为Random plane ; ~4`3p=$  
    光线数为10000； D#d \1g  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； 7m;<b$  
    形状选为椭圆； NrfAr}v'E  
    8:"s3xaO3  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. c #8@>;  
    半径选择60度 I\$?'q>  
    类型选择 Lambertian 'F Cmbry  
    形状选择 Elliptical !+3nlG4cw  
    _?;74VWA  
    波长选择默认默认波长 X "Q\MLy  
    Power默认为1 watts ePiZHqIsv/  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm #8a k=lL  
    .-.b:gdO(  
     _*u$U  
    LED光源设定办法 4-W~ 1  
    #c`/ f6z  
     | =tGrHL  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） z /f0 .RJ  
    kwrM3nq  
     ]oyWJ#8  
    波长设定,颜色选为绿色 nF=[m; ~  
    E#c9n%E\sz  
     #++D|oE  
    功率设定（在Power units选择Watts） $x(p:+TI\4  
    6MelN^\[7  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane B8?j"AF  
    .}iRe}=  
     w9CX5Fg  
    创建平面探测器(plane) Gn 1  
    c) _u^Dh  
     ;! #IRR  
    !.w|+-JKO  
    6) 创建分析面 G3.\x_;k  
    L#`X;:   
    m%)S <L7 l  
     e@g=wN"@  
    光线滤光器设置 p}|<EL}Z9  
    3PaMq6Ca  
    7) 执行光线追迹 {R7m qzt  
    XPMvAZL  
    d"}lh:L9  
    "VA'W/yv!  
     '2m"ocaf  
    /_tN&[  
    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。 mN'sJ1L-  
    WM GiV  
    mJME1#j$/|  
    8) 优化设定 /D;cm  
    iy|xF~  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 6\6g-1B`  
    ,sltB3f  
    {"\pMY'7  
    P7;q^jlB  
    kvam`8SeL  
    定义变量     ,~XAV ;+  
    PH=O>a`a_O  
    +jj] tJ$[  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） J&;' gT  
    M&0U@ r-  
    "cDc~~3/@  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) /!W',9ua6  
    e(jD[q  
    9) 优化 G:Nwi=vN  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 cxnEcX\   
    pB,l t6  
    k(_^Lq f-  
    ky[^uQ>0  
    q5>!.v   
    优化结束后会弹出如下报告 h{CyYsQ  
    @gm!D`YL  
    Gvqu v\  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 - 4B&{P  
    M>@PRb:Oc  
    10) 光线追迹与结果分析 /rv=ml pRL  
    sh}eKwh  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    aY\(R02B  
    Enqs|fkbN  
    G[Jz(/yNH  
    R5fZ }C7  
    优化后透镜的面型如下： _sF Ad`  
    透镜渲染效果
    /mnV$+BE  
     nT@FS t  
     
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