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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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    6569
    光币
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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 <mY`<(bc  
    |,dMF2ADc  
    本文您将会学到如下内容： -ZQ3^'f:0J  
    透镜基本参数输入； ]N=C%#ki!  
    优化变量与评价函数设定； o,\%c" mC  
     优化； O|y-nAZgU  
     照度分析； P603P  
    .j}u'!LKul  
    2. 操作流程 a' #-%!]  
    *$# r%  
    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。 `Q(ac| 0  
    ;xB"D0~,1  
     XZ|"7as  
    [po+a@ %  
    2) 创建透镜 N8D'<BUC  
    p6Z]oL q  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens \|62E):i1  
    _\]D<\St  
     ziH2<@  
    sgX}`JH?z  
    3) 输入透镜参数 n"FOCcTIs  
    V'K$:9^x[8  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； RTY$oUqlZ  
    !+hX$_RT  
    _a<PUdP  
    GV[%P  
     B.P64"w  
    将第二面的圆锥系数改为-1 -|)[s[T~m  
    W^=89I4]  
    4) 创建LED光源 $}KYpSV  
    2OT6*+D  
     e#nTp b  
    光源类型为Random plane ; rM=Hd/ki5  
    光线数为10000； C>K/C!5?  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； ItaJgtsV  
    形状选为椭圆； :T{or-  
    <}mT[;:"  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. q!ZmF1sU  
    半径选择60度 zf o.S[R@  
    类型选择 Lambertian Y}?@Pm drz  
    形状选择 Elliptical FBY~Z$o0.  
    .ERO*Tj  
    波长选择默认默认波长 = oh6;Ojt  
    Power默认为1 watts _b5iR<f  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm GUp51*#XR  
    &pba~X.u  
     S~TJF}[k^6  
    LED光源设定办法 ~o2{Wn["  
    Aj`4uFhiL  
     f:UN~z'yr  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） -{7N]q)}  
    hT]p8m aRZ  
     X_YD[  
    波长设定,颜色选为绿色 o>*{5>#k'  
    'P Yl%2  
     eoL)gIM%  
    功率设定（在Power units选择Watts） 8/F2V?iT  
    5Y&@ :Y  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ^7''x,I  
    MnS"M[y3  
     =|#-Rm^YB  
    创建平面探测器(plane) <n:?WP~U  
    *AA1e}R{B  
     tV,zz;* Oe  
    +]e4c;`ko}  
    6) 创建分析面 d{trO;%#f  
    mzw*6e2T  
    .iS]aJJ  
     Bf}_ Jw-=  
    光线滤光器设置 Lg nGqIlx  
    Lf:Z (Z>  
    7) 执行光线追迹 &p%ctg  
    >mV""?r]  
    Iymz2  
    #Nd+X@j  
     C,]Ec2  
    ' #mC4\<W8  
    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。 M@K[i*e  
    NAU<?q<)  
    p~b$+8#+  
    8) 优化设定 Ii8jY_  
    Zk[#B UA  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Pn#Lymxh_a  
    xVe!  
    i*tj@5MY-  
    KJ~pY<a?  
    dWUu3  
    定义变量     9e5UTJ  
    3 /e !7  
    YH>n{o;- ?  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） <f6Oj`{f4  
    nr^p H.  
    r__M1 !3  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) 40E[cGz$*  
    E$wB bm  
    9) 优化 ?xet:#R'  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 >xjy P!bca  
    >']H)c'2  
    rij[ZrJ  
    t|m3b~Oyv  
    Uww^Sq  
    优化结束后会弹出如下报告 1}pR')YL[  
    /b|sv$BN  
    |3L MVN  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 a? kQ2<@g  
    c>SeOnf  
    10) 光线追迹与结果分析 4Rn i7qH  
    k.ZfjX"  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    Xwi&uyvU&  
    y ^\8x^Eg  
    Z7^}G=*  
    1#(1Bs6X  
    优化后透镜的面型如下： f- <6T  
    透镜渲染效果
    SXEiyy[7v  
     7E95"B&w  
     
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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 Z-@}~#E  
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