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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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    7032
    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 <V'@ks%  
    hW' )Sp  
    本文您将会学到如下内容： h f)?1z4  
    透镜基本参数输入； yF:1( 4  
    优化变量与评价函数设定； T~?Ff|qFC  
     优化； P{`C^W$J^  
     照度分析； E`JI>7  
    g'f@H-KCD  
    2. 操作流程 @u+]aI!`-  
    <{p4V|:  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 YDsb3X<0'  
    ]#<4vl\  
     PQt")[  
    eIF5ZPSZi  
    2) 创建透镜 Jrf=@m\dk  
    + J{IRyBc  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ,pfG  
    ;;Y! ^^g  
     atH*5X6d  
    Q}JOU  
    3) 输入透镜参数 Kn{4;Xk\  
    u#fM_>ML  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； MKCsv+   
    6v!`1} ~  
    /HEw-M9z  
    c]<5zyl"j1  
     Paq4  
    将第二面的圆锥系数改为-1 M?49TOQA  
    .LZ?S"z$ w  
    4) 创建LED光源 7+cO_3AB  
    bs&43Ae  
     sdrfsrNvB-  
    光源类型为Random plane ; =s{>Fsm1  
    光线数为10000； tjS@meT  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； By,eETU]  
    形状选为椭圆； uZYF(Yu  
    2;b\9R^>A  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 2.y-48Nz  
    半径选择60度 R^fPIv`q  
    类型选择 Lambertian v~C Czg  
    形状选择 Elliptical c#]4awHU  
    lFj]4  
    波长选择默认默认波长 }6~hEc*/"  
    Power默认为1 watts Q\vpqE! 9  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm B mb0cF Q  
    est9M*Fn  
     (L:>\m&NO  
    LED光源设定办法 W i.& e  
    Lb-OsKU  
     #%2rP'He  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） Uc>lGo1j  
    $wa{~'  
     h" W,WxL8  
    波长设定,颜色选为绿色 _61gF[r4!Y  
    G.B2('  
     Rv>-4@fMJ  
    功率设定（在Power units选择Watts） Y|qTyE%  
    Rp7mh]kZ  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Dy&i&5E.-l  
    ]/6z; ~3U  
     G*MUO#_iuh  
    创建平面探测器(plane) o/)h"i0P  
    G_JA-@i%  
     Y@iS_lR  
    XT*sGM  
    6) 创建分析面 Tidn-2L73O  
    pki%vRY  
    S hWJ72c  
     kZ:ZtE  
    光线滤光器设置 \@zHON(  
    cjY-y-vO  
    7) 执行光线追迹 @HCVmg:  
    !< ";cw(q  
    ]EAO+x9  
    >U>(`r*  
     5tk AFb4P  
    r6qj7}\  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 Q&;9 x?e  
    }X6m:#6  
    xo&_bMO  
    8) 优化设定 JQI: sj  
    B9 uoVcW  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 {P./==^0  
    p l0\2e)  
    Vb_4f"  
    EVSX.'&f  
    T^KKy0ZGM  
    定义变量     p6@)-2^  
    cI*;k.KU  
    ki!0^t:9  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） ~ 7s!VR  
    SnfYT)Ph  
    ]ieeP4*  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) 0S~rgq|O  
    niyV8v  
    9) 优化 CTa57R  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 r19 pZAc  
    b$jo Y*< 6  
    yf+)6D -9n  
    a=2%4Wmz  
    0h_|t-9j  
    优化结束后会弹出如下报告 Yq KCeg  
    5;EvNu  
    ,qxu|9L  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ZE}}W _  
    lo+A%\1  
    10) 光线追迹与结果分析 8Z~EwY*  
    } Kgy  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    '=pU^Oz<}  
    L0o\J` :  
    L8B! u9%  
    0(HU}I  
    优化后透镜的面型如下： {<KVx9  
    透镜渲染效果
    K"MX!  
     mzgfFNm^G)  
     
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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 l/5 hp.  
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