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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 z"3H{ A  
    DCK_F8  
    本文您将会学到如下内容： YR8QO-7 .)  
    透镜基本参数输入； [$oM  
    优化变量与评价函数设定； ebD{ pc`&  
     优化； 'rh\CA/}D  
     照度分析； DZ%8 |PmB  
    dL(4mR8  
    2. 操作流程 sOC| B  
    _]_LF[  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 d~,n_E$q;  
    R{ 4u|A?9  
     _Ua PwJ  
    iI}nW  
    2) 创建透镜 !&6-(q9  
    G-s a L*  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens m9k2h1  
    =3pD:L  
     Qv74?B@  
    <@%ma2  
    3) 输入透镜参数 x;*VCs  
    >7W"giWP  
    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； wb@]>MJ}[s  
    78gob&p?  
    -/1d&  
    r*>QT:sB  
     P0Aas)!  
    将第二面的圆锥系数改为-1 '2j~WUEmg  
    Zq9>VqGe  
    4) 创建LED光源 we @Yw6<  
    lej^gxj/2  
     2pw>B%1WP)  
    光源类型为Random plane ; n/Or~@pHD  
    光线数为10000； [10$a(g\x  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； ;Xz(B4N~o  
    形状选为椭圆； "_ Zh5 g  
    +I?Qg  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range.  -\5[Nq{N  
    半径选择60度 m2wp m_vV#  
    类型选择 Lambertian w:n(pLc<  
    形状选择 Elliptical &#$2;-q8+  
    t% <pbZO  
    波长选择默认默认波长 Y{`3`Pg&N  
    Power默认为1 watts I<IC-k"Y  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm IwOfZuS  
    |YJ$c @  
     0,+EV,  
    LED光源设定办法 1mAUEQ!  
    JB641nv  
     @^B S#  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） lrq>TJEcx  
    5R& x{jf$  
     V,`!rJ  
    波长设定,颜色选为绿色 }3LBbG0Bw  
    Fa6H(L3  
     LNWqgIq  
    功率设定（在Power units选择Watts） +!D=SnBGs  
    +?ws !LgF  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 5+o 2 T]  
    uv?8V@x2  
     CD*f4I#d  
    创建平面探测器(plane) `8.1&fBr  
    v/QEu^C  
     )zo#1$C-  
    ^U R-#WaQ  
    6) 创建分析面 &Xj{:s#  
    oUnq"]  
    `M towXj  
     nNkyOaK*4  
    光线滤光器设置 * [iity  
    j=`y  @~  
    7) 执行光线追迹 cg>!<T*  
    FF5tPHB  
    UwvGr h  
    $`-SVC  
     ]Om'naD  
    Lg\8NtP   
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 WRN8#b  
    ~xsb5M5  
    tg4LE?nv  
    8) 优化设定 g6x/f<2x  
     m^W*[ ^p  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 R!:eYoQ  
    a>-}\GXTA  
    W)G2Cs?p  
    yf0vR%,\  
    +H2m<  
    定义变量     FU [8:o62  
    # CP9^R S  
    vWPM:1A  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） __oY:d(~  
    c+)36/; X  
    Y3 Pz00x  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) 2ID*U d*  
    o(v"?Y6  
    9) 优化 {ziYd;Ys1  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 YD0vfwh  
    P>yG/:W;  
    %8rr*l5  
    -+j9X;h:  
    \FY/eQ*07  
    优化结束后会弹出如下报告 B` t6H  
    'PmHBQvt&  
    9XJ9~I?  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 PU]7c2.y  
    jWO&SWso  
    10) 光线追迹与结果分析 t(uB66(_F  
    ue^?/{OuT  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    V{ a}#J  
    2yi*eR  
    ]*kP>  
    =DmPPl{  
    优化后透镜的面型如下： )sY$\^'WY  
    透镜渲染效果
    EA%#/n  
     b7>-aem@I  
     
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