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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 _$=xa6YA  
    #lct"8  
    本文您将会学到如下内容： PDpIU.=!0  
    透镜基本参数输入； LI nN-b#  
    优化变量与评价函数设定； Zn9w1ev  
     优化； Y<0f1N  
     照度分析； jN*A"m  
    Tzk8y 7$[  
    2. 操作流程 n*O/ X  
    2%@j<yS  
    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。 !P:hf/l[B  
    F^ Q  
     2r* o  
    pH"LZ7)DI0  
    2) 创建透镜 IGB>8$7  
    ~F' $p  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens %@r h\Z  
    @9c^{x\4  
     O~t5qnu/}  
    v4ueFEY  
    3) 输入透镜参数 s]2k@3|e  
    +h9CcBd  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； U2Ur N?T  
    sJ0y3)PQ  
    H$[--_dI{  
    zg5 u  
     I;xT yhUd  
    将第二面的圆锥系数改为-1 bMv9f J  
    }'Z(J)Bg  
    4) 创建LED光源 E|5gKp-wJ  
    rgP$\xn-  
     Nf;vUYP  
    光源类型为Random plane ; i "-#1vy=  
    光线数为10000； -iW[cj R`$  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； -|3U0: 'm  
    形状选为椭圆； :#gz)r  
    4 5Ql7~  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range.  !c*^:0  
    半径选择60度 a.Mp1W  
    类型选择 Lambertian Cw+ (,1  
    形状选择 Elliptical J%[K;WjrZJ  
    VyI%^S ]sS  
    波长选择默认默认波长 y k#:.5H  
    Power默认为1 watts .<j8>1  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm TIvLY5 HG  
    ZU:gNO0  
     B@s\>QMm  
    LED光源设定办法 +0=RC^   
    >"Hj=?  
     _@@S,(MA  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） PDir?'  
    Z6 aT%7}}  
     ae^xuM?7  
    波长设定,颜色选为绿色 (Ux%7H_d  
    :}GxJT4  
     k?";$C}#  
    功率设定（在Power units选择Watts） i>rn!?b  
    pr m  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane bqe;) A7  
    vw(};)8  
     j&&^PH9ZY  
    创建平面探测器(plane) .*zQ\P  
    *3k~%RM%?  
     V3`*LU  
    PD$'xY|1=  
    6) 创建分析面 S9L3/P]  
    Dnp^yqz*  
    &R8zuD`#  
     +g.WO5A  
    光线滤光器设置 2N]y)S_<V  
    =_UPZ]  
    7) 执行光线追迹 kNjbpCE\!  
    *i n_Z t3  
    &=/.$i-w$  
    .:;i*  
     AX&1-U  
    x7*}4>|W,I  
    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。 *|jqRfa"  
    *i\7dJ Dj  
    Qv?jo(]  
    8) 优化设定 k9bU<  
    Cr[#D$::`  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 @&~BGh  
    \l[5U3{  
    "Fke(?X'  
    `hfwZ*s  
    "RG.vo7b  
    定义变量     Te.hXCFD  
    xA-G&oC]<T  
    d_yqmx?w  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） O+e8}Tmm  
    4dy)g)wM  
    2T|L# #C  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准)  dxU[>m;  
    _I -0[w  
    9) 优化 Z>{8FzP.F  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 J LeV@NO  
    )GR^V=o7,Y  
    !#X^nlc  
    > W0hrt?b  
    w|M?t{  
    优化结束后会弹出如下报告 YGNX+6Lz  
     10DS  
    VVf~ULZ-  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 5i#B?+Y  
    M'g4alS  
    10) 光线追迹与结果分析 adxJA}K}  
    8!T^KMfz  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    crmnh4-  
    SC!IQ80H#D  
    rkzhN59;  
    8C YJR/  
    优化后透镜的面型如下： @ce4sSo  
    透镜渲染效果
    6?t5g4q*nn  
     8ZahpB  
     
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