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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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    7172
    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: 2023-03-01
    1. 摘要 6eVe}V4W  
    V:$[~)k8  
    本文您将会学到如下内容： g=)U_DPRi  
    透镜基本参数输入； 0R.Gjz*Q  
    优化变量与评价函数设定； Yk x&6M@t  
     优化； :6qUSE  
     照度分析； `1DU b7<  
    C%qtCk_cN  
    2. 操作流程 0^_)OsFA  
    L|vaTidc0  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 <L[  *hp  
    +/1P^U /  
     5k_Mj* {6  
    #<^/yoH7C6  
    2) 创建透镜 xQcMQ{&;  
    }6b7a1p  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens sP=2NqU3Q  
    y^vfgP<@  
     t~udfOvY  
    bDcWb2 lqs  
    3) 输入透镜参数 S@l a.0HDA  
    f^>lObvd  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； 4B%5-VQ  
    '{1W)X  
    gs)%.k[BqG  
    mDe+ M {/  
     Yn?2,^?N  
    将第二面的圆锥系数改为-1 a93d'ZE-X  
    P,LXZ  
    4) 创建LED光源 lu9Ir>c  
    )yz9? ]a  
     B_6v'=7]  
    光源类型为Random plane ; *U5> j#,  
    光线数为10000； M2;(+8 b  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； N:sECGS,  
    形状选为椭圆； (D +{0 /  
    #RZJ1uL  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. lMI ix0sSj  
    半径选择60度 e`gGzyM  
    类型选择 Lambertian LU 5 `!0m  
    形状选择 Elliptical Xk7$?8r4&  
    UO7a}Tz<  
    波长选择默认默认波长 E|6Z]6[  
    Power默认为1 watts jwtXI\@MS  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 9-e[S3ziM  
    IQIb\OUo!v  
     \!4ghev3  
    LED光源设定办法 9_CA5?y$:  
    ;zxlwdfcr'  
     >?uH#%C5  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） iTtAj~dfZ  
    XiZ Zo  
     qS[p|*BL  
    波长设定,颜色选为绿色 cq+M *1;  
    th>yi)m  
     >t6'8g"T  
    功率设定（在Power units选择Watts） \Lh<E5@]  
    1rzq$,O  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane K]=>F  
    |jCE9Ve#  
     ]mGsNQ ].H  
    创建平面探测器(plane) =Q8^@i4[&D  
      } k%\  
     N#6A>  
    :J)l C =  
    6) 创建分析面 yK2*~T,6@  
    E'kQ  
    u=UM^C!  
     |LGNoP}SA  
    光线滤光器设置 h ?qYy$  
    9j>sRE1  
    7) 执行光线追迹 o3[sF  
    m^s2kB4A[  
    GLcZ=6)"'  
    mWFZg.#?  
     Q24:G  
    D8Waf  
    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。 {&j{V-}f  
    g!|E!\p  
    an5kR_=  
    8) 优化设定 &CP@] pi9L  
    .j'IYlv/P  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 es(LE/`e  
    #dm@%~B{.  
    KUqS(u  
    RxeRO2  
    X}QmeY[0I  
    定义变量     c(=O`%B{  
    gkn/E}K#  
    8gKR<X.G  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） u2\qg;dP  
    |JQP7z6j]  
    <"Cwy0V kp  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) 5pyvs;As  
    nR'EuI~(}  
    9) 优化 GSb)|mj  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 4qXUk:C@m  
    "._WdY[  
    %v)'`|i  
    KX}dn:;(3  
    Fmle|  
    优化结束后会弹出如下报告 64j 4P 7  
    v})Ti190  
    iiDkk  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 PC7.+;1  
    kb\v}gfiD/  
    10) 光线追迹与结果分析 bh"v{V`=0  
    [hj'Yg8{  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    10a*7 L  
    } $c($  
    toZI.cSg4  
    "J:NW_U  
    优化后透镜的面型如下： ~:b~f]lO  
    透镜渲染效果
    l"!;Vkg.5  
     Ph_m'fbf  
     
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