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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 ZU-vZD>  
    3XomnL{  
    本文您将会学到如下内容： /tGj`C&qtw  
    透镜基本参数输入； 4^rO K  
    优化变量与评价函数设定； d|(@#*{T]  
     优化； Qk.:b  
     照度分析； 2OJ=Xb1  
    7IH^5r  
    2. 操作流程 } h pTS_  
    j?rq%rQd  
    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。 \a6knd  
    ]@MBE1M  
     Ss~dK-{e7  
    XN1\!CM8  
    2) 创建透镜 4TW>BA  
    ?~>#(Q  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens JQ.w6aE  
    /_G^d1T1?L  
     :. ja~Q  
    MHVHEwr.{  
    3) 输入透镜参数 5U^  
    qc-4;m o  
    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； \f7A j>  
    gM<*(=x'  
    /"M7YPX;  
    Gf{FFIe(  
     :b_R1ZV|  
    将第二面的圆锥系数改为-1 $|yO mh  
    s1eGItx[w  
    4) 创建LED光源 y-iuOzq4  
    Iv5 agh%  
     1$g]&'  
    光源类型为Random plane ; iX{Lc+u3  
    光线数为10000； =fZ)2q  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； aT %A<'O!  
    形状选为椭圆； MH>CCT  
    i$A0_ZJKjZ  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. aBO%qmtt  
    半径选择60度 ;*Cu >f7  
    类型选择 Lambertian q{W@J0U  
    形状选择 Elliptical mGmkeD'  
    <d\Lvo[  
    波长选择默认默认波长 9aE!! (E  
    Power默认为1 watts ^=nJ,-(h_  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm kR0d]"dr  
    9(>l trA  
     =2z9Aq{  
    LED光源设定办法 D#T1~r4  
    V+mTo^  
     >~kSe=Hsb4  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） 4$=Dq$4z  
    xsq+RBJi  
     os]P6TFFX?  
    波长设定,颜色选为绿色 Rmrv@.dr!  
    6Y|jK< n?H  
     Qifjv0&;u  
    功率设定（在Power units选择Watts） fBptjt_  
    < xm>_~,w  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane YJlpP0;++  
    :n:Gr?  
     (bIg6_U7\  
    创建平面探测器(plane) 4&Uq\,nx  
    z@nJ-*'U8  
     y~JCSzpU  
    ptS1d$  
    6) 创建分析面 N|v3a>;*l  
    abq$OI  
    r?s,  
     Ri@`sc{n  
    光线滤光器设置 Cc?BJ  
    '[ZRWwhr  
    7) 执行光线追迹 yB&+2  
    QeYO)sc`  
    @Fp-6J  
    Mt@P}4   
     u; xl}  
    / -ebx~FX&  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 ?qeBgkL(B^  
    kMGK 8y  
    l^s\^b=W  
    8) 优化设定 +UxhSFU  
    /qW5M4.w  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 *^XfEO  
    N`tBDl"ld  
    D@V1}/$UoN  
    etX &o5A  
    =(f+geA"hm  
    定义变量     [TAW68f'  
    8*nl Wl9qo  
    }s_'q~R  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） ]&za^%q0&  
    l[EnFbD6  
    <MhjvHg  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) /P~@__XN  
    qRg^Bp'VD#  
    9) 优化 gO*:< B g  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 r7z8ICX'q  
    |sN>/89=/  
    (nk)'ur.  
    |kwBb>V  
    (3YI>/#  
    优化结束后会弹出如下报告 6&o9mc\I  
    m_Owe/BC#m  
    =9UR~-`d\  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 J`U\3:b`SP  
    D];%Ey  
    10) 光线追迹与结果分析 ?)$+W+vK  
    tZS-e6*S  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    ;P9P2&c8c  
    gC81ICM  
    SF.4["$  
    =HT:p:S  
    优化后透镜的面型如下： D-8N Da(`  
    透镜渲染效果
    `=A*ei5  
     t?NB#/#%x  
     
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