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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 nr}Ols  
    aiE\r/k8s  
    本文您将会学到如下内容： ,D<U PtPQ  
    透镜基本参数输入； 5U]@ Y?  
    优化变量与评价函数设定； ?(Plb&kR  
     优化； :kwDa a  
     照度分析； cyabqx  
    A+4Kj~`!  
    2. 操作流程 Lh.-*H  
    l2dj GZk  
    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。 iAXGf V  
    F :Ps>  
     L8 NZU*"  
    ?q2Yk/P  
    2) 创建透镜 +$2`"%nBG  
    = 8y,7u)  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens '<1Cta`  
    q0vZR"y  
     Y(?SE< 4R  
    F`{O  
    3) 输入透镜参数 `Gl[e4U  
    Odhr=Hs  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； oJ" D5d,  
    lq, ]E/<&  
    ,7k1n{C)  
    ~kDJ-V  
     ,]]IJ;:w  
    将第二面的圆锥系数改为-1 QF*cdc<  
    )"6"g9A  
    4) 创建LED光源 &k-NDh3  
    p T z]8[^  
     ! R3P@,j  
    光源类型为Random plane ; #qD[dC$[t  
    光线数为10000； @'?gan#(  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； BB(v,W  
    形状选为椭圆； /_Ku:?{  
    u$(ei2f  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. koD}o^U#  
    半径选择60度 |90X_6(  
    类型选择 Lambertian ji.?bKqHE  
    形状选择 Elliptical ]?oJxW.  
    I Xm[c@5l  
    波长选择默认默认波长 ]f U&?z#  
    Power默认为1 watts N`N?1!fM<}  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm I'p+9H$  
    (pd~ 2!;C  
     19!;0fe=  
    LED光源设定办法 .c__T {<)[  
    ?cKTeGrS  
     7-~)/7L  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） :)tsz;  
    3Lq9pdM>2@  
     >lzXyT6x8  
    波长设定,颜色选为绿色 ZW0\_1  
    IXR'JZ?fH  
     Em5,Zr_  
    功率设定（在Power units选择Watts） ]+B.=mO_  
    E'(nJ  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane khD)x0'b  
    zDbO~.d  
     SBDGms  
    创建平面探测器(plane) W|uRQA`  
    O|^J;fS:  
     i ?uX'apk  
    7l~^KsX  
    6) 创建分析面 o8hE.pf&  
    Ht\2 IP  
    tm2lxt  
     c=9A d  
    光线滤光器设置 4gNN "  
    U,61 3G  
    7) 执行光线追迹 bX(/2_l  
    e5n]@mu%  
    "+wkruC  
    Di4GaKa/  
     n00J21  
    6-)WXJ@V  
    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.T?A9Z  
    i^ |G  
    8e,F{>N  
    8) 优化设定 mU?~s7  
    S_OtY]gF  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 @ F $}/  
    llWY7u"  
    /93z3o7D>  
    -38"S;M8  
    ;Oqf{em];  
    定义变量     P3Lsfi.  
    x a<KF  
    1TR+p? "  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） Hs:zfvD  
    |O oczYf  
    x|dP-E41\  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准)  (FaYagD  
    ?CC.xE  
    9) 优化 &ni#(   
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 tgi%#8ZDpz  
    G kG#+C0L  
    Iz. h  
    kD%MFT4  
    eB1NM<V  
    优化结束后会弹出如下报告 !k*B-@F  
    h$6'9rL&i  
    dzAumWoh  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 wCR! bZ w  
    J@E]Fl  
    10) 光线追迹与结果分析 *i:8g(  
    k3@d = k  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    "c]9Q%  
    K\XQ E50  
    E QU@';~8  
    <jF&+[*iT  
    优化后透镜的面型如下： 9lR6:}L7  
    透镜渲染效果
    }5(_gYr  
     A%F8w'8(  
     
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