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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 JY>]u*=  
    { 0Leua  
    本文您将会学到如下内容： A>d*<#x  
    透镜基本参数输入； :k(aH Ua  
    优化变量与评价函数设定； %PkJ7-/b|^  
     优化； t%8*$"~X  
     照度分析； T}4RlIZF  
     : [AW  
    2. 操作流程 y YF80mnJz  
    T_B$  
    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。 L\n_q6n  
    2+ 9">a@  
     E-! `6  
    /u#uC(Uwl  
    2) 创建透镜 L0uN|?}  
    t,=khZ  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens iLS' 47  
    8+GlM+>4  
     a2p<HW;)m  
    $=H\#e)]Ug  
    3) 输入透镜参数 BQw#PXp3  
    V1"+4&R^T_  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； Ng;E]2"  
    v)X1R/z5xw  
    vT[%*)`  
    v}[7)oj|  
     \mv7"TM  
    将第二面的圆锥系数改为-1 jQ 7RH/?_  
    U24?+/5D]  
    4) 创建LED光源 ^*Rrx  
    r%TgZ5~u  
     BBy/b c!  
    光源类型为Random plane ; <K 4zH<y  
    光线数为10000； r$.ek\D5  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； <Ep P;  
    形状选为椭圆； SD JAk&Z}R  
    BU])@~$  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. qY0GeE>N  
    半径选择60度 S W  
    类型选择 Lambertian (5'qEi ea  
    形状选择 Elliptical x{&Z|D_CM  
    +]*?J1 Y8Z  
    波长选择默认默认波长 7G2TTa  
    Power默认为1 watts Ym0Xl(Se  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ], ' n!:>  
    WO_cT26Y  
     G~YV6??  
    LED光源设定办法 [h,T.zpa  
    9h~>7VeZ)  
     PsLuyGR.<  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） # {!Qf\1M  
    kGX`y.-[  
     )LH nDx  
    波长设定,颜色选为绿色 "1`c^  
    &.Yh_  
     | \Qr cf  
    功率设定（在Power units选择Watts） G|X1c}zAL  
    ly6?jVJ  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane uKtrG,/ p  
    dkRJ^~  
     ]y!|x_5c3  
    创建平面探测器(plane) 8[}MXMRdb  
    KqaeRs.u  
     `EV[uj&1S  
    7uxy<#Ar  
    6) 创建分析面 P1H`NOC  
    {P-KU RQ  
    -zMXc"'C^k  
     H}JH339  
    光线滤光器设置 /koNcpJ  
    /1Rm^s)2z  
    7) 执行光线追迹 y]M/oH  
    N.BD]_C  
    >l 'QX(  
    b^^Cj(  
     8pt;''  
    [#uX{!q'  
    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。 {"'W!WT b  
    hRGK W  
    Wc03Sv&FZ  
    8) 优化设定 WihOGdUS6  
    *F~"4g  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 3vmLftZE}  
    %E~4Ur  
    u[PO'6Kzd  
    >y%$]0F1  
    /gXli)  
    定义变量     o&gcFOM22  
    CI$F#j  
    5GT,:0  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） A3yVT8  
    Y( D d7`c  
    kw|bEL9!u  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) 6Z|/M6f  
    %^gT.DsX-  
    9) 优化 <F>\Vl:  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 $fuFx8`2W  
    |5$9l#e  
    k/!Vv#8  
    O)&xT2'J  
    9= \bS6w*  
    优化结束后会弹出如下报告 ^/mQo`[G  
    tCtR(mG=A  
    Zdj~B1  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ?i)-K?4Sb  
    :#I8Cf  
    10) 光线追迹与结果分析 2%1 g%  
    QRw3 06  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    1H-R-NNJ:  
    {Kd9}CDAZ  
    htlsU*x  
    BAg*zYV7  
    优化后透镜的面型如下： @MAk/mb&  
    透镜渲染效果
    SU2 (XP]5  
     ]Fl+^aLS  
     
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