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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 jIzkI)WC|  
    u@"nVHgMJ  
    本文您将会学到如下内容： z;#DX15Rj  
    透镜基本参数输入； ++HHUM  
    优化变量与评价函数设定； =tS1|_  
     优化； W$I^Ej}>$  
     照度分析； wOlnDQs  
    323zR*\m  
    2. 操作流程 uaX#nn?ws  
    "IjCuR;#  
    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。 ;aY.CgX  
    )37.H^7  
     <hS %I  
    x$6` k  
    2) 创建透镜 U)PNY  
    p H5iv>H  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens &$,%6X"  
    ? bq S{KF  
     &{x%"Aq/  
    {#Lj,o  
    3) 输入透镜参数 \h#,qTE  
    /F(wb_!  
    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； 4F-r}Fj3  
    0c$0<2D%  
    #JOWiO0>  
    sp2"c"_+  
     _0v+g1x  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ZSBa+3;z  
    {Xc^-A[~  
    4) 创建LED光源 z)Yk&;XC  
    Zgw;AY.R>  
     mr4W2Z@L  
    光源类型为Random plane ; fpDx)lQ  
    光线数为10000； [\Ks+S  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； {hXIP`  
    形状选为椭圆； 5Oa`1?C1  
    9(\eL9^  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. <3 b|Sk:T  
    半径选择60度 tR! !Q  
    类型选择 Lambertian  |>Q ] q  
    形状选择 Elliptical &pL.hM^  
    TIs~?wb$  
    波长选择默认默认波长 )*b dG'}  
    Power默认为1 watts )r9l T*z  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 9L`5r$/  
    ^-*q  
     s!vvAD;\  
    LED光源设定办法 ]ZkR~?  
    Ew&pwsQ  
     SRUg2)d  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） :jJ;&t^^  
    -w[j`}([P9  
     !mM`+XH  
    波长设定,颜色选为绿色 j o7`DDb  
    @1`!}.Tk  
     MHuQGc"e+4  
    功率设定（在Power units选择Watts） a5)<roWQ  
    B8f BX!u/  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 4*)a3jI?  
    #:~MtV  
     :RxWHh3O  
    创建平面探测器(plane) jHU5>Gt-}  
    E8Rk b}  
     [SJ)4e|)  
    !XJvhsKXy  
    6) 创建分析面 y1oQ4|KSI  
    C1x"q9| \`  
    a/ k0(  
     <]SI -  
    光线滤光器设置 *_qW;l7  
    xT]|78h$   
    7) 执行光线追迹 *VbB'u:  
    +1te8P*  
    2 SJ N;A~}  
    SY[7<BUZ  
     )P>}uK;  
    cC NyW2'  
    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。 g }%$VUSA  
    2!}:h5   
    z;V Ai=m q  
    8) 优化设定 b_'VWd:am  
    Oi?+Z:lak  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 %u)niY-g  
    <r8sZrY  
    cLZaQsS%  
    e[>c>F^  
    GY%2EM(  
    定义变量     [}GPo0GY  
    y3,'1^lA  
    MnQ4,+ji-  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） wT taj08D  
    0sQt+_Dl%L  
    <%SG <|t  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) " iz'x-wy  
    ]ZbZ]  
    9) 优化 bW/^2B  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 qubyZ8hx  
    g5\EVcHkz  
    (oUh:w.]Gw  
    [yEH!7  
    03!!# 5iJ  
    优化结束后会弹出如下报告 >U.f`24  
    Rg3cqe#O/  
    dw"Tv ~  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 H2cY},  
    2qN|<S&  
    10) 光线追迹与结果分析 o)M=; !  
    4D4Y.g_x  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    i'\7P-a  
    pE~>k:  
    1p|h\H  
    ]9 ArT$  
    优化后透镜的面型如下： m|c5X)}-  
    透镜渲染效果
    ZDhl$m [m  
     KiaQ^[/q  
     
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