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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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    7377
    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 iJH?Z,Tjf  
    EM(%|#  
    本文您将会学到如下内容： K~4bT=   
    透镜基本参数输入； Y-lwS-Ii  
    优化变量与评价函数设定； l9e=dV:pH  
     优化； eA*We  
     照度分析； +|Izjx]ZV  
    Tm$8\c4V:*  
    2. 操作流程 n-g#nEc:  
    +p[O|[z  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 x2TE[#><  
    G5%k.IRz  
     BiDyr  
    z%BX^b$Hj  
    2) 创建透镜 Lr 9E02  
    EeH ghq  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens |qVM`,%L  
    B2Rpd &[  
     bI^F (  
    cc3/XBo  
    3) 输入透镜参数 n0G@BE1Y=  
    Tq SjL{l%  
    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； fda4M  
    kZhd^H.  
    nch#DE8 2  
    el\xMe^SY  
     )3R5cq  
    将第二面的圆锥系数改为-1 YeVo=hYH@  
    2'@D0L  
    4) 创建LED光源 rp^:{6O  
    Rn`DUYg  
     -p%cw0*Y]C  
    光源类型为Random plane ; ZuZCIqN  
    光线数为10000； RP^vx`9h  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； gLY15v4?  
    形状选为椭圆； bc:3 5.  
    nN^lY=3  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. =f23lA  
    半径选择60度 *CbV/j"P?  
    类型选择 Lambertian ;.<HpDfG_  
    形状选择 Elliptical rxs:)# ?A  
    ?o`:V|<v  
    波长选择默认默认波长 xj9xUun  
    Power默认为1 watts R<vbhB/lU  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 8C? E1fH\  
    OG_v[  C5  
     _k;HhLj`  
    LED光源设定办法 )| |CU]"b?  
    J qmL|S)  
     .;S1HOHz4  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） 1|AY&u%fiP  
    dt>9mF q  
     j/F('r~L  
    波长设定,颜色选为绿色 Sx (E'?]  
    :6Tv4ZUvcG  
     o q6^  
    功率设定（在Power units选择Watts） h(GSM'v  
    .XVL JJ#  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane \KS.A 4  
    O<$j}?2  
     ]g }5p4*&  
    创建平面探测器(plane) o9yUJ@ :i  
    ep0dT3&  
     lgD %  
    6__HqBQ  
    6) 创建分析面 1*'gaa&y  
    .,U4 ATO  
    Ed{sC[j=  
     )D)4=LJ  
    光线滤光器设置 fU\;\  
    D #7q3s  
    7) 执行光线追迹 _ b</ ::Tp  
    86!$<!I  
    ]=]MJ3_7  
    Z6Z/Y()4Tl  
     B2KBJ4rI[1  
    s?&S<k-=fr  
    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。 P_H_\KsH*(  
    `B:hXeI  
    _meW9)B  
    8) 优化设定 WTjmU=<\  
    XW\ 3ttx  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 k7L4~W  
    ,H<nNBv 3M  
     c,M"a  
     B@*!>R  
    hN\sC9a1  
    定义变量     Twr,O;*u=  
    yF_/.mI  
    -j:yEZ4Oy  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） )K`tnb.Pf  
    AxF$7J(  
    6+"gk(  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) sIl&\g<b  
    ]{#Xcqx  
    9) 优化 ipt]qJFd  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件  -)KNsW  
    B[ D s?:  
    Snp(&TD<<  
    =UWW(^M#[:  
    PlT_]p  
    优化结束后会弹出如下报告 vQy<%[QO  
    eb6y-TwY  
    <X5ge>.  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 G `B=:s]  
    L|1~'Fz#w  
    10) 光线追迹与结果分析 <]|!quY<*  
    =NnG[#n%  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    ,_D@ggL-  
    /F''4%S?E  
    hx/A215L  
    St> E\tXp  
    优化后透镜的面型如下： Ml{4)%~Y7f  
    透镜渲染效果
    CyB4apJ  
     #J8(*!I  
     
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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 se}$/Y}t  
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