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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 v/(__xN`B  
    NIL^UN}  
    本文您将会学到如下内容： pfNThMf  
    透镜基本参数输入； 6d(b'S^  
    优化变量与评价函数设定； dr>]+H=3E  
     优化；  l58l  
     照度分析； EKJH_!%  
    C7T;;1P?  
    2. 操作流程 A1 b6Zt  
    A7e_w 7?a  
    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+5#dbyr  
    yT2vO_rH  
      ^ M8k  
    :e52hK1[T  
    2) 创建透镜 m(h/:JZ\  
    ~.!?5(AH8z  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 5 u"nxT   
    ),)Q{~&`  
     2 /UI>@By  
    W>VAbm  
    3) 输入透镜参数 a6OrE*x:D  
    HMFl/%z  
    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； n9wj[t1/  
    '1qAZkz  
    }% FDm@+  
    |)*m[_1  
     7Im}~3NJG  
    将第二面的圆锥系数改为-1 FC~|&  
    WJBW:2=;  
    4) 创建LED光源 zww?  
    U8Cw7u2  
     GF9ZL  
    光源类型为Random plane ; ?BXP}]  
    光线数为10000； R20a(4 m  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； ?%_]rr9  
    形状选为椭圆； -aTg>Q|g&  
    `*|LI  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. t Qp* '  
    半径选择60度 G >I.  
    类型选择 Lambertian ^ON-#  
    形状选择 Elliptical z2"2tFK  
    8Q#t\$RY  
    波长选择默认默认波长 k QB 1=c  
    Power默认为1 watts *#3voJjV(  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm (mu{~@Hw  
    V;/ XG}M  
     xF2f/y   
    LED光源设定办法 )^V5*#69D  
    ~x76{.gT  
     pQ4 %]Api  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） pIM*c6  
    2{ jtQlc  
     F&>T-u-dog  
    波长设定,颜色选为绿色 'Hcd&3a  
    n-L]YrDPK[  
     z{7,.S u  
    功率设定（在Power units选择Watts） 7"h=MB_  
    UEx(~>  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane tF{{cd  
    R.^Bxi-UG:  
     (\[jf39e  
    创建平面探测器(plane) z|oA{VxW>  
    (2hk <  
     vV\/pu8  
    N6-2*ES  
    6) 创建分析面 t*ri`}a{v  
    ?eY chVq  
    !>"INmz  
     x);?jxd  
    光线滤光器设置 :7 s#5b  
    PW~cqo B71  
    7) 执行光线追迹 Q>#)LHX  
    6c;?`C  
    XACEt~y  
    J~nJpUyP*  
     p~k`Z^ xY$  
    k;AV;KWI'  
    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。 #I*ht0++  
    s\n,Z?m  
    T3B |r<>I  
    8) 优化设定 z}Mb4{d1  
    V2<k0@y  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 P+_\}u;  
    [|P]St-  
    l{%Op\  
    {H"=PYR  
    .DM1Knj  
    定义变量     fmT3Afl5c  
    <_FF~lj  
    ^.><t+tM  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） 7lBQd(  
    ttJ:[ R'  
    lD+y, ";  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) XV0<pV>  
    uDMUy"8&!  
    9) 优化 ^LQ lfd  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 ES2d9/]p-  
    o*5e14W(:  
    "S:NU .c?  
    x]jdx#'  
    J6?_?XzToT  
    优化结束后会弹出如下报告 d}6AHS[  
    /*xmv $  
    O(WMTa'%  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 NVM2\fs  
    1.cUol nr  
    10) 光线追迹与结果分析 tMs| UC  
    SieV%T0t1  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    DIcyXZH<  
    L-oPb)  
    nms<6kfzL  
    e"&9G}.f  
    优化后透镜的面型如下： 5qAE9G!c  
    透镜渲染效果
    p<^/T,&I  
     @ #O|  
     
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