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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 _ Op%H)  
    RV~fml9c  
    本文您将会学到如下内容： /t0L%jJZ  
    透镜基本参数输入； rwF$aR>9  
    优化变量与评价函数设定； ^PZ[;F40  
     优化； 1B~O!']N<  
     照度分析； =?RI`}vw_H  
    x0 )V o]r  
    2. 操作流程 E]@&<TFq  
    (9]Uuvfp6"  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 aA`eKy) \  
    +:FXtO>n"  
     QL/KY G  
    ]8p{A#1  
    2) 创建透镜 =w$&n%~  
    u"v7shRp:  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens *)Rm X$v3  
    UR sx>yx  
     0JlNUO5Nt  
    VgH O&vU  
    3) 输入透镜参数 *7!MG  
    5)#j}`6  
    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； *g(d}C!  
    ppAbG,7  
    h* S"]ye5  
    b RR N  
     is<:}z  
    将第二面的圆锥系数改为-1 Q0xO;20  
    7V"?o  
    4) 创建LED光源 gu k,GF9p]  
    S#/BWNz|  
     mfr aw2H  
    光源类型为Random plane ; >]h{[kU %4  
    光线数为10000； f8Hq&_Pn   
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； K.  ;ev  
    形状选为椭圆； fd)8lK[KJ"  
    c^r8<KlI9  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 7[m+r:y  
    半径选择60度 :5k* kx#y  
    类型选择 Lambertian ;(NTzBq!1  
    形状选择 Elliptical dSGdK $XA  
    s%jBIeh  
    波长选择默认默认波长 '.Y,VJaL  
    Power默认为1 watts g257jarkMF  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm |J&\/8Q  
    ' @!&{N  
     KXPCkNIN!  
    LED光源设定办法 ?0Q3F  
    \RDN_Z  
     g0,~|.  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） (qA F2&  
    =D(a~8&,  
     \]x`f3F  
    波长设定,颜色选为绿色 7F"ljkN1S  
    ().C  
     Ab$E@H #  
    功率设定（在Power units选择Watts） maa pX/J  
    Y9abRr K  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane cj>@Jx}]M  
    Sm/8VSY  
     X_PzK'#m  
    创建平面探测器(plane) |r@;ulO  
    x.1= QF{!  
     f} c;s  
    Ec7xwPk  
    6) 创建分析面 11PL1zzH  
    JQ+Mg&&Q  
    %`~4rf"7  
     ev&l=(hY  
    光线滤光器设置 w hI4@#  
    L91(|gQP  
    7) 执行光线追迹 sX?arI=_U  
    LNL}R[1(  
    .\ bJ,of9  
    IR/S`HD_  
     IsE&k2 SD  
    ~criZI/  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 O!Ue0\1Kj0  
    Yyk~!G/@  
    ]Jz=. F sO  
    8) 优化设定 C?. ;3 h  
    >D=X Tgqqq  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 RlfI]uCDM  
    !KV!Tkx h  
    Pr>$m{ Z  
    R655@|RT  
    t(}Y/'  
    定义变量     ^aaj=p:c V  
    (F'~K,0  
    3\2&?VAjR  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） d^'_H>x  
    ?3DL .U{  
    IiKU =^~w  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准)  !5 S#  
    i(A `'V8GY  
    9) 优化 r[E#JHw  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 ZZi 9<g1  
    [<+T@"y  
    @kd$.7Y9  
    drCL7.j#L  
    o5],c9R9b  
    优化结束后会弹出如下报告 w[2E:Nj  
    Ps! \k%FUl  
    ruhC:rg:/  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 :Nz TEK  
    Lh+7z>1  
    10) 光线追迹与结果分析 HmXxM:[4;  
    J;fbE8x  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    1xxTI{'g[  
    F, =WfM\  
    *4 m]UK  
    Sn97DCdk  
    优化后透镜的面型如下： :4:U\k;QwA  
    透镜渲染效果
    Mf5kknYuL9  
     gC6Gm':c  
     
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