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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 SiM1Go}#  
    => PBdW  
    本文您将会学到如下内容： z_jTR[dY  
    透镜基本参数输入； ]{[8$|Mg  
    优化变量与评价函数设定； 0>E0}AvkT  
     优化； vfh0aW-O  
     照度分析； +h*.%P}o  
    P@u&~RN9f+  
    2. 操作流程 >-~2:d\M3  
    pO~VI$7  
    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。 )ZU=`!4  
    xSQ0]vE  
     f +#  
    hKT]M[Pv  
    2) 创建透镜 Mohy;#8Wk  
    m-~eCFc  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ()E:gq Q  
    7jb{E+DrG  
     h%hE$2  
    ;T|y^D  
    3) 输入透镜参数 V!'N:je  
    ]wMp`}$b@L  
    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； pY3N7&m\:  
    eBK s-2r  
    9}4EW4  
    xELnik_L2  
     `q ;79t  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ~/@5&ajz  
    yrDWIU(8;6  
    4) 创建LED光源 &zCqF=/9U  
    ]g>@r.Nc  
     [N|/d#  
    光源类型为Random plane ; KAR XC,z  
    光线数为10000； !  Z e  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； LNp%]*h  
    形状选为椭圆； ,tEvz  
    s$ ONht  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. &M)S~Hb^  
    半径选择60度 >!j= {hK  
    类型选择 Lambertian q4k)E  
    形状选择 Elliptical @~!1wPvF`I  
    =A6/D    
    波长选择默认默认波长 ~urV`J  
    Power默认为1 watts + *YGsM`E9  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm @G vDl=.  
    9`8\<a'rU  
     ${$XJs4  
    LED光源设定办法 W#<&(s4  
    WC!bB  
     E)Z$7;N0x  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） 5XNIX)H  
    &FWPb#  
     q%4l!gzF3  
    波长设定,颜色选为绿色 gT K5z.]  
    ;Yrg4/Ipa  
     VV(>e@Bc4  
    功率设定（在Power units选择Watts） 2a;vLc4  
    4#5w^  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane i<g|+}I  
    `_]Z#X&&h  
     WUid5e2  
    创建平面探测器(plane) #vy:aq<bjE  
     qO  
     x@+m _y  
    %h** L'~``  
    6) 创建分析面 +#5nk,1c>  
    U[zY0B  
    R v9?<]  
     o~ .[sn5l-  
    光线滤光器设置 oZ1#.o{  
    r}i<cyL  
    7) 执行光线追迹 >4a@rT/  
    \s2hep  
    lz!F{mR  
    9i)E<.6  
     TB] %?L:  
    JMu|$"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。 Q? a&q0f  
    B$k<F8!%  
    ^e$;I8l  
    8) 优化设定 O6P0Am7s  
    Q p7|p  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 c'_-jdi`>_  
    lKs*KwG  
    T0WB  
    4Vj|k\vE4  
    g$~3@zD  
    定义变量     sXI_!)H  
    - Z"w  
    ZVpMR0!  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） ~V?O%1)k?\  
    Q3#- q> ;7  
    W|@EKE.k  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) 4-[L^1%S[  
    KO(+%>^R  
    9) 优化 9+.0ZP?  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 (LPMEQhI:  
    -zg,pK$+  
    1)u 3  
    2O {@W +Mt  
    KyW6[WA9  
    优化结束后会弹出如下报告 FG7}MUu  
    ?eT^gWX  
    /-<S FT`  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 `G\uTCpk  
    #NVtZs!V/  
    10) 光线追迹与结果分析 M#on-[  
    i8I%}8  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    I#Ay)+D  
     IpY  R  
    >2`)S{pBD  
    S#qd#Zk|Y  
    优化后透镜的面型如下： xA]CtB*o7  
    透镜渲染效果
    ,#&lNQ'I  
     @(PYeXdV6&  
     
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