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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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    在线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 W FVx7  
    88(h`RGMh  
    本文您将会学到如下内容： *6D0>F  
    透镜基本参数输入； X+zFRL%  
    优化变量与评价函数设定； 5|S|S))_Q  
     优化； iq'hel  
     照度分析； |"h# Q[3  
    BUT{}2+K  
    2. 操作流程 mYLqT$t.+  
    W>3[+wB  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 d,kh6'g2@  
    e~]3/0  
     d 7vD  
    GPBp.$q+B  
    2) 创建透镜 +-tvNX%IJ  
    )yvI  {  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens cojtQ D6  
    jo 0 d#  
     sXHrCU  
    |iN!V3#S  
    3) 输入透镜参数 i#Tm] ++  
    cQ( zBf  
    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； A&EVzmj-+X  
    ;UuCSfs{  
    ct,B0(]  
    9))E\U  
     \a\-hm  
    将第二面的圆锥系数改为-1 iSD E6  
    $="t7C9S  
    4) 创建LED光源 g}>Sc=e <  
     2fZVBj  
     _<tWy+.  
    光源类型为Random plane ; GJ YXCi  
    光线数为10000； \Tf[% Kt x  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； G.v zz-yG  
    形状选为椭圆； MmUtBT  
    ZH'- >/  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 9G njJ  
    半径选择60度 7&oT} Z  
    类型选择 Lambertian 7ux0|l  
    形状选择 Elliptical -|E|-'  
    /ZC/yGdIS_  
    波长选择默认默认波长 [O)(0  
    Power默认为1 watts &'%b1CbE  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm kLc}a5;  
    |'@c ~yc  
     JjBG9Rp{  
    LED光源设定办法 u!kC+0Y  
    G@s]HJ:  
     +?"N5%a%F  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） hf5yTs  
    `qP <S  
     Xvy3D@o  
    波长设定,颜色选为绿色 c6 O1Z\M@\  
    IE/F =Wr  
     SvR:tyF  
    功率设定（在Power units选择Watts） *Uq1 q  
    M#<U=Ha  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane uu08q<B5b)  
    b*C\0D  
     :|j,x7&/{  
    创建平面探测器(plane) S b0p?  
    O>8|Lc  
     }M3f ?Jv  
    5Q_ T=TL  
    6) 创建分析面 q. zBm@:  
    ]IX6>p,  
    CKC%|xke  
     6yDc4AX  
    光线滤光器设置 9  Vn  
    )8BGN'jyi  
    7) 执行光线追迹 Y&vn`#   
    U5rcI6  
    UNx|+  
    P''5A6#5  
     OnD!*jy  
    $e(]L(o;  
    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。 <d2?A}<  
    93Z/|7  
    ~ ^)D#Lo  
    8) 优化设定 aQ@9(j> F  
    "Jd!TLt\x  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 *t_"]v-w  
    $!~R'N c  
    z ^e99dz  
    +sN'Y/-  
    h6Femis  
    定义变量     977%9z<h  
    , `4chD  
    .Vohd@s9l  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） Vjv~RNGF  
    5m.{ayE  
     z]/;?  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) zWN/>~}U \  
    x2q6y  
    9) 优化 ;m/h?Y~  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件  18(hrj  
    Z*AT &7  
    +[LG>  
    &E{CQ#k  
    H2f!c{t$p  
    优化结束后会弹出如下报告 n*'i{P]  
    2#<)-Cak  
    pQQN8Y~^Y  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 O9+Dd%_KS#  
    bc+~g>o  
    10) 光线追迹与结果分析 dC&OjBQ  
    /G{;?R  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    ^Y;}GeA,  
    !ucHLo3:  
    gdPPk=LD  
    zmA]@'j  
    优化后透镜的面型如下： h/)kd3$*'  
    透镜渲染效果
    IE)$ .%q;)  
     Ri<7!Y?l  
     
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