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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
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 Px<;-H`  
    [Y[|:_+5  
    本文您将会学到如下内容： M-n +3E9  
    透镜基本参数输入； uZfo[_g0S  
    优化变量与评价函数设定； '>Z Ou3>  
     优化； %EuSP0  
     照度分析； di|l?l^l  
    u7S7lR"lxW  
    2. 操作流程 NunT1ved  
    sS._N@f  
    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。 8qT/1b  
    >1YJETysO  
     hGsY u)  
    c5JxKU_  
    2) 创建透镜 kp[Jl0K5  
    +7=3[K  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens .A E(D7d6  
    C[75 !F   
     [ACa<U/  
    nkxVc  
    3) 输入透镜参数 y@F{pr+dA  
    ;e+ErN`a.~  
    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； *cf#:5Nl  
    vV%w#ULxE~  
    [L:,A{rve  
    -{HA+YL H  
     E;yP.<PW  
    将第二面的圆锥系数改为-1 7a2 uNt,X  
    uKK+V6}!kj  
    4) 创建LED光源 `On%1%k8  
    ]`LMy t0  
     H d :2  
    光源类型为Random plane ; kEi!q  
    光线数为10000； q%nWBmPZ~y  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； LBTf}T\  
    形状选为椭圆； 6:H@= fEv  
    f|u!?NGl  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. :AL nm0d  
    半径选择60度 Uo# Pe@ieQ  
    类型选择 Lambertian Bx)4BPaN  
    形状选择 Elliptical @I9A"4Im  
    yN9/'c~  
    波长选择默认默认波长 alyWp  
    Power默认为1 watts }5EvBEv-)  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm *5u0`k^j  
    /@:I\&{f'9  
     dW6sA65<Y  
    LED光源设定办法  Hi#hf"V  
    P9BShC5  
     o!:   
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） {;q zz9 |  
    $/K<hT_  
     U`z=!KI+g  
    波长设定,颜色选为绿色 51xiX90D  
    U&GSMjqg  
     eot%T h?[  
    功率设定（在Power units选择Watts） =XVw{\#9 b  
    UZz/v#y~  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 3v\}4)A[  
    Ko: <@h  
     y2KR^/LN|Y  
    创建平面探测器(plane) 4S5U|n  
    Pd)mLs Jg  
     -V7dSi  
    dSkMA  
    6) 创建分析面 c~SR@ZU  
    ~ 6DaM!  
    I;FHjnn(  
     n&1q*  
    光线滤光器设置 L xP%o  
    7v't# =  
    7) 执行光线追迹 {\hjKP  
    h/k00hD60  
    sFt"2TVr3  
    W[/Txc0$  
     3N257]  
    lha)4d  
    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。 \xG_q>1_  
    TophV}@B`  
    a@!(o  )>  
    8) 优化设定 AT%6K.  
    x n?$@  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 0Xb,ne 7  
    5:|9pe)  
    2ca#@??R  
    7vTzY%v  
    [n4nnmM  
    定义变量     GHY+q{'#V_  
    A*G ~#v^  
    G>=Fdt7Oc  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） nr&bpA/  
    H-\Ym}BGu  
    e.\dqt~%y  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) >$,P )cB'  
    1_WP\@ O  
    9) 优化 SSxp!E'  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 #/_{(P  
    > a;iX.K  
     LAkBf  
    )pSA|Qt N  
    bmu]zJ  
    优化结束后会弹出如下报告 ]"}BqS0  
    C#-HWoSi  
    Dj>eAO>  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 )xq=V  
    tk]D)+{u&c  
    10) 光线追迹与结果分析  & .0A%  
    ?r 0rY?  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    !wN2BCSY@  
    z%S$~^=b  
    @R%* ;)*F  
    URceq2_  
    优化后透镜的面型如下： UB/"&I uo  
    透镜渲染效果
    l^Ob60)2  
     >$7x]f  
     
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