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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 正序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 15ImwQ  
    Oee>d<  
    本文您将会学到如下内容： [='<K  
    透镜基本参数输入； 8_{XrTw(  
    优化变量与评价函数设定； `q+Ug  
     优化； %:Y'+!bX  
     照度分析； ew1bb K>  
    =|qYaXjT$  
    2. 操作流程 Z[9f8/6<b  
    S<>u  
    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。 W{nDmG`yp  
    YQaL)t$0  
     (5>IF,}!L  
    ' eH Fa  
    2) 创建透镜 FmhN*ZXr #  
     G`NGt_C  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens p1fy)K2{,j  
    >:P-3#e*  
     3`{[T17  
    j]   
    3) 输入透镜参数 +A<7:`sO  
    4n/CS AT1  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； @.l?V6g9T  
    iQz c$y^,9  
    C[nacAi  
    vR'rYDtU@  
     :.?%e{7  
    将第二面的圆锥系数改为-1 -}P/<cu:  
    &I?d(Z=:\  
    4) 创建LED光源 R![1\Yv&  
    L%fJH_$_s  
     ;\gHFG}  
    光源类型为Random plane ; ci`N ,&:R  
    光线数为10000；  S/Gy:GIf  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； Q3aZB*$K  
    形状选为椭圆； NXdT"O=P  
    UE K$  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. OB\jq!"  
    半径选择60度 2IFEl-IB[  
    类型选择 Lambertian )k&!&  
    形状选择 Elliptical ="s>lI-1a  
    #i| AE`  
    波长选择默认默认波长 e18}`<tW-  
    Power默认为1 watts FWuk@t[<O  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm )X5en=[)O  
    E(0[/N~  
     T<~?7-O"  
    LED光源设定办法 a'YK1QX  
    xkmqf7w  
     8% `Jf`  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） <jtu/U]78|  
    ~19&s~  
     +{@hD+  
    波长设定,颜色选为绿色 I] 0 D*z  
    1n EW'F  
     rPF2IS(5  
    功率设定（在Power units选择Watts） /Pgc W  
    PVX23y;  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane >kG: MJj  
    .?;"iv+  
     uDsof?z  
    创建平面探测器(plane) *)um^O  
    xQ@gh ( (  
     H@BU/{  
    nfA#d-  
    6) 创建分析面 p^?]xD(  
    <wO8=bem  
    Xjnv8{X  
     Qj(|uGqm3  
    光线滤光器设置 L(\o66a-rV  
    pXq5|,aC  
    7) 执行光线追迹 i2 m+s;  
    >e9xM Gv  
    "CF{Mu|Q=  
    ewp&QH4  
     +G lb  
    ?;?$\ b=  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 A#8Dv&$Pr  
    ul[+vpH9  
    \EOPlyf8x  
    8) 优化设定 f)%8*B  
    pTIE.:g(  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 U8icP+Y  
    i9quP"<9  
    %Astfn(U{4  
    o%$'-N  
    } 2P,Z6L  
    定义变量     DXc3u^ L  
    _!?iiO  
    Uh8c!CA8:\  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） E6mwvrm8  
    M3/_E7Qoj  
    {G(N vf,K]  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) ;PF!=8dW  
    |)IS[:X  
    9) 优化 O'~;|-Z<  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 >r~!'Pd!  
    9|9Hk1  
    6[l{@*r"  
    !;~6nYY  
    c&n.JV   
    优化结束后会弹出如下报告 6;vfl*  
    |*-&x:p7O  
    lgaE2`0 [3  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 jj8h>"d  
     2/v9  
    10) 光线追迹与结果分析 6 s1lf!  
    yp.\KLq8)  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    #gd`X|<Ch  
    Aq:1  
    y?*4SLy  
    pQf5s7  
    优化后透镜的面型如下： 5 Yf T  
    透镜渲染效果
    -=CZhp  
     :q,tmk h  
     
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