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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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    在线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 iGlZFA  
    R 1b`(  
    本文您将会学到如下内容： R"=M5  
    透镜基本参数输入； !'MD8  
    优化变量与评价函数设定； 68>zO %  
     优化； 0`thND)?O  
     照度分析； N}h%8\  
    ;lEiOF+d  
    2. 操作流程 [aC9vEso!  
    &tOD  
    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。 bDNd m-  
    dEp=;b s  
     vJ' 93 h  
    &ivIv[LV  
    2) 创建透镜 n 3]y$wK  
    OE"Bb   
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 8UcT? Zp  
    1GdgF?4  
     K!~ ](_W!  
    # 0 (\s@r.  
    3) 输入透镜参数 Uwk|M?94  
    aKy|$ {RC  
    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； T{M:)}V  
    /km3L7L%R  
    Q!{Dw :7  
    t*#&y:RG  
     h:NXO'  
    将第二面的圆锥系数改为-1 u5_fM*Ka  
    bW|y -GM  
    4) 创建LED光源 c%!wKoD  
    d!:SoZ  
     4{g|$@s(  
    光源类型为Random plane ; OXB-.<  
    光线数为10000； jayoARUB  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； 8IH gsW";  
    形状选为椭圆； g1|c?#fwo  
    -tdG} Gu  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. _@;N<$&  
    半径选择60度 k N+(  
    类型选择 Lambertian "!?bC#d#(  
    形状选择 Elliptical '1 $({{R  
    K=)R!e8  
    波长选择默认默认波长 NZ5~\k  
    Power默认为1 watts s`YuH <8  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm {LDb*'5Cy  
    ,gc#N  
     QEKFuY<E+  
    LED光源设定办法 Biy 9jIWI  
    W!X]t)Ow  
     lz 6 Aj  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） PgAfR:Y!  
    zY+Et.lg]^  
     $H}Mn"G  
    波长设定,颜色选为绿色 -pu\p-Z  
    9a%@j ]  
     |hM)e*"  
    功率设定（在Power units选择Watts） KOx#LGz  
    BkfBFUDQ  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane :nUsC+oBS  
     )S;ps  
     auW]rwY  
    创建平面探测器(plane) Kj 8 W  
    cx(F,?SbS  
     G{~p.?f:  
    NG UGN~p  
    6) 创建分析面 55b |zf  
    % cdP*  
    :<8V2  
     #>B1$(@  
    光线滤光器设置 , ~X;M"U  
    7F:;3c  
    7) 执行光线追迹 )d u{ZWr  
    );DIrA  
    U(4_X[qD  
    @|Bp'`j%J  
     neFno5dj  
    x{V>(d'p  
    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。 iQ C&d_#  
    }{oBKm9_p  
    L0  2~FT  
    8) 优化设定 ZMg9Qt  
    RsfT Ub)<  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Ki6.'#%7  
    )#~fS28j  
    d}cJ5 !d  
    no6]{qn=6  
    M~F2cX W  
    定义变量     rxp9B>~  
    'TsZuZW]  
    F5[ITK]A4  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） Yj/nzTVJ[  
    uN3J)@;_  
    =w$"wzc  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) 'OW"*b  
    %P,^}h7  
    9) 优化 = S8>  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 :vyf-K 74M  
    Sc 3M#qm_  
    kdPm # $-  
    W<]Oo]  
    Pt0}9Q  
    优化结束后会弹出如下报告 ^GaPpm  
    hcc-J)=m  
    @/NZ>.  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 [mzF)/[_2  
    LEnP"o9ZW  
    10) 光线追迹与结果分析 4qXRDsbCf  
    O[p^lr(B7  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    ":^ NLBm>5  
    ff./DMDafI  
    u4M2Ec  
    -JhjTA  
    优化后透镜的面型如下： KXA)i5z  
    透镜渲染效果
    J K]tcP  
     m&~Dj#%(w  
     
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