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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: 2023-03-01
    1. 摘要 .)o5o7H  
    :_^YEm+A  
    本文您将会学到如下内容： sO*6F`eiZ  
    透镜基本参数输入； InDR\=o  
    优化变量与评价函数设定； wgufk {:  
     优化； =GpLlJ`-  
     照度分析； .5T7O_%FP  
    O8lOr(|l  
    2. 操作流程 E6G^?k~q  
    BE U[M  
    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。 jXdn4m/O  
    68d@By  
     O-|3k$'\z  
    :Rq D0>1  
    2) 创建透镜 [C&c;YNp  
    q8p 'bibY  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens =];FojC6I  
    h0gT/x  
     Fl O%O D  
    NfSe(rd  
    3) 输入透镜参数 XYn$yR\dj  
     $SDx) '!  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； a( qw  
    ?@XO*|xkSk  
    BU)4g[4  
     "3v%|  
     ;uJVY)7a  
    将第二面的圆锥系数改为-1 (kSk bwu  
    9DT}sCLz:B  
    4) 创建LED光源 q}8R>`Z{  
    LO2sP"9  
     1|`9Hp6  
    光源类型为Random plane ; duM>( y  
    光线数为10000； ) HmpVH  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； &A`QPk8n  
    形状选为椭圆； eD/?$@y  
    b :+ X3  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. "#OmmU<U  
    半径选择60度 Rw7Q[I5z%  
    类型选择 Lambertian .d*vfE$  
    形状选择 Elliptical QOOBCNe  
    Gh< r_O~L3  
    波长选择默认默认波长 #8(@a Y  
    Power默认为1 watts 3j3AI 7c  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm [m4<j  
    CR _A{(  
     fu|I(^NV  
    LED光源设定办法 > vahj,CZZ  
    $`riB$v  
     aR3W9  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） ei"FN3Rm  
    S5XFYQ  
     $DQMN  
    波长设定,颜色选为绿色 Xh{EItk~oO  
     mbd@4u  
     X-%*`XG'  
    功率设定（在Power units选择Watts） BEY}mR]  
    _LS=O@s^  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Kg%_e9nj#  
    ,,6e }o6  
     J"z8olV  
    创建平面探测器(plane) mO\6B7V!  
    Hu;#uAnxQ  
     |+[ bKqI5  
    N#UyAm<9  
    6) 创建分析面 {>~|xW  
    tIRw"sz  
    eHv/3"Og  
     +`9T?:fu  
    光线滤光器设置 HWc=.Qq  
    wWH5T}\  
    7) 执行光线追迹 T+gqu &9R  
    =T+<>/[  
    vb$k/8JK  
    :_vf1>[  
     z7GLpTa  
    7wZKK0;T  
    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。 z,^baU  
    a|OX4  
    YUc&X^O  
    8) 优化设定 x&kF;UC  
    p( z.[  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 0uj3kr?cv  
    C^ uXJ~8  
    yJ?4B?p(  
    v_b%2;<1  
    R@ihN?k  
    定义变量     RCsd  
    C7nLa@  
    V RT| OUq  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） 9V\5`QXu  
    3Hr ZN+D  
    sqsBGFeG  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) xC{W_a(  
    0dXWy`Mn  
    9) 优化 x|1OGbBK  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 MvQ0"-ZQ  
    g_-Y- .M  
    cE[4CCpy  
    yV_aza  
    2jaR_` `=:  
    优化结束后会弹出如下报告 )f,iey\-  
    1*#64Y5F  
    C?X^h{T p  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 l+RBe<Mq  
    Z+E@B>D7A^  
    10) 光线追迹与结果分析 TVQ9"C  
    `n$pR8TZ_  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    (Y:5u}*Y  
    #5=Yg5   
    IL&Mf9m  
    H71LJfH  
    优化后透镜的面型如下： YiB^m   
    透镜渲染效果
    L_Ff*   
     R9^Vk*`gFU  
     
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