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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 OA"q[s  
    EGF '"L  
    本文您将会学到如下内容： =mp;.k95  
    透镜基本参数输入； pohp&Tcm  
    优化变量与评价函数设定； X LOh7(  
     优化； 6.nCV 0xA  
     照度分析； o]M5b;1  
    <s<n  
    2. 操作流程 iVq'r4S  
    !\.pq  2  
    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。 EVC]sUT  
    G^4hd i3@  
     GM f `A,>  
    lB vR+9Qw  
    2) 创建透镜 MJ [m  
    JNXq.;:`Q  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ieCEo|b  
    Oso#+  
     !/i{l  
    h-<81"}j1  
    3) 输入透镜参数 G[I"8iS,  
    ++Ts  
    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； %oa-WmWm  
    ZyPVy  
    9u}Hmb  
    rgtT~$S  
     hxd`OG<gF  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ex (.=X 1  
    peuZ&yK+"  
    4) 创建LED光源 r 8rgY42  
    k(7&N0V%zz  
     F {4bo$~>  
    光源类型为Random plane ; tKx~1-  
    光线数为10000； F]]]y5t  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； 4`]^@"{  
    形状选为椭圆； , I (d6  
    dkBIx$t  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Tg)| or/ %  
    半径选择60度 ][h%UrV  
    类型选择 Lambertian <?}-$  
    形状选择 Elliptical })8N5C+KU  
    rt~d6|6  
    波长选择默认默认波长 Pz|>"'  
    Power默认为1 watts /dQl)tL  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm QIvVcfM^  
    O{G?;H$  
     1&evG-#<:  
    LED光源设定办法 u9GQU  
    j9 4=hJVKi  
     O/a4]r+_  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） )E@.!Ut4o  
    '(yAfL 9}  
     lC("y' ::  
    波长设定,颜色选为绿色 wyj{zWRJp  
    (\hx` Yh=>  
     1;r|g)VM  
    功率设定（在Power units选择Watts） 5Y'qaIFR  
    X0H!/SlS  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane FR4QUk  
    ?2;&O`x*  
     #Z`q+@@ ]A  
    创建平面探测器(plane) +wvWwie  
    zrL$]Oy}x  
     Bp`]  
    kmsb hYM)  
    6) 创建分析面 aa?b`[Xa  
    w QH<gJE/:  
    @qqg e'  
     EZy)A$|  
    光线滤光器设置 ]J}  
    bv9i*]  
    7) 执行光线追迹 (Hz^)5(~  
    RO VW s/  
    |\<`Ib4j  
    RLynE V;]  
     %C'?@,7C  
    EC6DW=  
    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。 F2dHH^  
    zyc"]IzOU  
    YEs&  
    8) 优化设定  Ins`l  
    DiScFx |rE  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 gsv uE  
     V!ZC(  
    nntuLuW  
    <fjX[l<Uz  
    3n1;G8Nf  
    定义变量     `d +Da=L  
    ,p@y] cr  
    #`iB`|  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） @ ZwvBH  
    a| x.C6P e  
    NP#w +Qw  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) eV"h0_ox  
    P[#e/qnXu|  
    9) 优化 ='sHj4hU  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 ;| 5F[  
    dvx#q5f_S  
    vNY{j7l/W  
    [f-?y mmT  
    9ni1f{k  
    优化结束后会弹出如下报告 gX}8#O.K$  
    N/'b$m5= S  
    '&R2U_  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ?|C2*?hZ+  
    D/B8tf+V  
    10) 光线追迹与结果分析 u+e{Mim  
    *74MWF@IY  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    +I:Unp  
    D|L9Vs`  
    fZzoAzfv2  
    Oo8VeRZ  
    优化后透镜的面型如下： `$<.pOm  
    透镜渲染效果
    [M}{G5U.  
     S6M}WR^,  
     
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