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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2025-06-24
    1. 摘要 LHs-&  
    D Irgq|8  
    本文您将会学到如下内容： di~]HUZh)  
    透镜基本参数输入； +c^_^Z$_4o  
    优化变量与评价函数设定； Iz DG&c  
     优化； Fi mN?s  
     照度分析； 9n1ZVP.ag  
    !Y ( apVQ  
    2. 操作流程 QX[Djz0H8  
    ^_v[QV  
    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。 o^3FL||P#r  
    \)ip>{WG  
     ev9; Ld  
    JnfqXbE  
    2) 创建透镜 8wr8:( Y$  
    3sH\1)Zz  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens a:85L!~:l  
    Q"40#RFA  
     9A~>`.y  
    GL1'Zo  
    3) 输入透镜参数 kw*)/$5]  
    nqT>qS[Z  
    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； &5?G-mn  
    }g~g50ci  
    >R!"P[*  
    3UdU"d[75  
     ipobr7G.SD  
    将第二面的圆锥系数改为-1 / s,tY74'5  
    ~W<CE_/]k  
    4) 创建LED光源 \)OEBN`9#  
    5F2_xH$5  
     #%:c0=  
    光源类型为Random plane ; h4_ b!E@  
    光线数为10000； Gqb])gXpl  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； U@'F%nHw  
    形状选为椭圆； hq=,Z1J  
    'BY-OA#xJ  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. F$Hx`hoy  
    半径选择60度 l _+6=u  
    类型选择 Lambertian HTV ~?E  
    形状选择 Elliptical #02Kdo&Vy  
    =!BobC- [b  
    波长选择默认默认波长 ~2@Lx3t$  
    Power默认为1 watts ef=K_, _  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm uRE*%d>  
    {^#2=`:)O  
     B:< ]Hl$  
    LED光源设定办法 'cV?i&;  
    aBhV3Fd[B  
     /`[!_4i  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） _%~$'Hy  
    D8%AV; -Y  
      W^Y#pn  
    波长设定,颜色选为绿色 "X04mQn15  
    WNs}sNSf  
     PY`L$e  
    功率设定（在Power units选择Watts） 0w %[  
    lwT9~Hyp  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane KVkMU?6  
    glE^t6)  
     (CJ.BHu]  
    创建平面探测器(plane) "7,FXTaer  
    N>|XS ,  
     G,XPT,:%  
    {^}0 G^  
    6) 创建分析面 bl;zR  
    rv>^TR*,!  
    $bvJTuw  
     C$d>_ r  
    光线滤光器设置 maNW{"1  
    2 rN ,D(  
    7) 执行光线追迹 u,1}h L  
    bc I']WgB-  
    x[Im%k  
    k`\R+WK$  
      fvEAIs  
    ;apzAF  
    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。 8z2Rry w  
    ?+0GfIV  
    e5?PkFV^a1  
    8) 优化设定 n6MM5h/#r  
    uuNR?1fS  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 WC,+Cn e  
    _:g&,2bc  
    C/=XuKE-t  
    vUA0FoOp  
    V Z y4_v=  
    定义变量     m ee$"Y  
    l@JSK ;  
    &fOdlQ?  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） 4)6xU4eBaL  
    0d^Z uTN  
    jS.g]k  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) b:J(b?  
    "TcW4U9  
    9) 优化 1f'Hif*r_X  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 k]A8% z  
    L';MP^  
    D${={x  
    o|BP$P8V  
    3+Qxg+<  
    优化结束后会弹出如下报告 k S# CEU7  
    O81X ;JdP3  
    laKuOx}  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 E Y<8B3y  
    BYrZEVM9  
    10) 光线追迹与结果分析 FR[ B v  
    h}`!(K^;3  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    +|iYg/2  
    )E#2J$TD  
    :O<bA& :d  
    l_tw<`Ep  
    优化后透镜的面型如下： I<td1Y1q  
    透镜渲染效果
    YevyN\,}V!  
     YgUH'P-  
     
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    离线羽翊
    实习生
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    光币
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    光券
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    只看该作者 1楼 发表于: 2025-12-26
    好文，学习了 1n5(S<T  
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