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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 _`*x}  
    mEr* n  
    本文您将会学到如下内容： *ZF7m_8u{  
    透镜基本参数输入； T6%*t#8r  
    优化变量与评价函数设定； q2Ax-#  
     优化； c_ vj't  
     照度分析； 91}QuYv/_  
     lrU}_`  
    2. 操作流程 srO {Ci0  
    F+v?2|03  
    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。 lm o>z'<  
    >}43MxU?  
     K{t7_i#tv  
    qun#z$  
    2) 创建透镜 /`?i&\C3r  
    ?_(0cVi  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens z?Hvh  
    )CYSU(YTD  
     8s6[?=nM  
    WojZ[j>  
    3) 输入透镜参数 a>(LFpVk}  
    M g1E1kXe  
    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； .~4%TsBaY  
    Etg'"d@[  
    (Lo<3a-]  
    u&9|9+"N  
     JyvXNV,  
    将第二面的圆锥系数改为-1 :L&-  
    K%1'zSAyK  
    4) 创建LED光源 F !tn|!~  
    yE. ZvvQA  
     `7LN?- T  
    光源类型为Random plane ; =X2 Ieb  
    光线数为10000； dNB56E)5`J  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； sX^m1v~N|  
    形状选为椭圆； QA+qFP  
    *.8@ hPy  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. K%Vl:2#F  
    半径选择60度 Azxy!gDT"  
    类型选择 Lambertian C(Yk-7  
    形状选择 Elliptical .zAB)rNc |  
    .fk!~8b[Q+  
    波长选择默认默认波长 3&/5!zOg)  
    Power默认为1 watts `[0.G0i  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 9mIq9rQ|*  
    W1w)SS  
     Q>cLGdzO  
    LED光源设定办法 sV@kQ:  
    -e3m!h  
     o6P)IZ1  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） d/k&f5  
    B- N  
     dBE :rZu  
    波长设定,颜色选为绿色 ]6v6&YV  
    ~Yv"=  
     }Gqx2 )H  
    功率设定（在Power units选择Watts） (x2I*<7P  
    QHUoAa`6v  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane \h~;n)FI  
    N1jj\.nB  
     3+;]dqZ  
    创建平面探测器(plane) 79AOvh  
    L NmsvU  
     cfyN)#9  
    =5a~xlBjD  
    6) 创建分析面 d}GO(  
    #G:~6^A  
    bEfxu;Su 3  
     0%7c?3#  
    光线滤光器设置 0.4c|-n  
    RcitW;{|Kg  
    7) 执行光线追迹 lwIU|T<4  
    ~T7\lJ{%G  
    kep.+t[  
    /[`bPKr  
     {x40W0  
    x3xBl_t  
    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。 5 5>^H1M  
    Lj6$?(x}  
    DJr{;t$7~  
    8) 优化设定 "15mOW(!+  
    +]*4!4MK6  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 6H\3  
    J~9l+?  
    c~[L ;_  
    J b Hn/$  
    J'`,];su  
    定义变量     !>W _3Ea  
    @x3x/g U  
    'z0@|a  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） n KC$ KC  
    D|} y{~  
    O+A/thI%*S  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) h1} x2  
    hVo]fD|W  
    9) 优化  T},Nqt<  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 {.v-  
    73OFFKbsk  
    C vfm ,BL  
    z@iu$DZ  
    y[BUWas(  
    优化结束后会弹出如下报告 @2c Gx/1#  
    ;0(|06=  
    (Vnv"= (  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 N '2Nv  
    V\r!H>  
    10) 光线追迹与结果分析 i9+(gX(t  
    f l*]ua  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    xhLVLXZ9  
    ue@ fry  
    ;2 y3i5^k  
    l?LwQmq6  
    优化后透镜的面型如下： (9$z+Zmm?  
    透镜渲染效果
    GY%lPp  
     Cg^=&1 |  
     
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