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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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    光币
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    光券
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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 ='m%Iq7X  
    bMNr +N  
    本文您将会学到如下内容： DH.UJ +  
    透镜基本参数输入； n=AcN  
    优化变量与评价函数设定； G#^0Bh&  
     优化； 2A:h&t/|C  
     照度分析； 9 %i\)  
    3JkdPh  
    2. 操作流程 Mw)6,O`  
    #.$y   
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 %\n|2*r  
    GG +T-  
     @qj]`}Gx'  
    7mMMVz2  
    2) 创建透镜 Jmi,;Af'/  
    !\9^|Ef?  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens I0z7bx  
    S6 a\KtVa  
     x;\/Xj ;  
    ={V@Y-5T  
    3) 输入透镜参数 Ki7t?4YE  
    ws^Ne30R  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； SgehOu  
    0K26\1  
    L$.3,./  
    fb>$p_s]  
     fwV2b<[  
    将第二面的圆锥系数改为-1 #8yo9g6  
    lG%697P  
    4) 创建LED光源 -)VjjKz]8  
    \=bKuP(it  
     nPqpat`E  
    光源类型为Random plane ; x\8|A  
    光线数为10000； N&?V=X  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； g$?^bu dxv  
    形状选为椭圆； tqCkqmyC  
    T,1qR: 58  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ^879sI  
    半径选择60度 ZH9Fs'c=  
    类型选择 Lambertian =DD KGy.g  
    形状选择 Elliptical [H>u'fy:C  
    =CZRX' +yN  
    波长选择默认默认波长 dIlpo0; F  
    Power默认为1 watts r]Wt!oHm5  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm |D"L!+J-$  
    hpb|| V  
     4n7Kz_!SVf  
    LED光源设定办法 Zr2!}jD9a  
    1BZ##xV*:G  
     ?X@[ibH6  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） vk4 8&8  
    PQ[?zNrSV  
     ,)#rD9ZnC  
    波长设定,颜色选为绿色 7Y(Dg`8G  
    aaT3-][  
     \\#D!q*  
    功率设定（在Power units选择Watts） *qy \%A  
    KGg S"d  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane C9sU^ ]#F  
    _#:7S sJ  
     ?{J1Uw<  
    创建平面探测器(plane) $S|+U}]C  
    wGKxT ap  
     >Wt@O\k  
    6{=U= *  
    6) 创建分析面 vf{$2 rC  
    &l1t5 !  
    `hkvxt  
     XxS#~J?:_  
    光线滤光器设置 $) "\N  
    QhJN/v  
    7) 执行光线追迹 eTvjo(Lvx  
    ;WX.D]>{W  
    ocZ}RI#Q  
    ]$r]GVeN}H  
     nLz;L r!  
    F{E@snc  
    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。 RdWn =;  
    _Fa\y ZX  
    DX>LB$dy?  
    8) 优化设定 Y^!qeY  
    i~]6 0M>  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 O@a OKk  
    |kPgXq6  
    jsE8=zZs  
    |ffHOef  
    _.; PLq~0  
    定义变量     0j!3\=P$  
    w!6{{m  
    \#:  W  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） (c0L H  
    Et N,  
    IeYNTk &<  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) p;}`PW  
    =|1_6.tz  
    9) 优化 p7Wt(A  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 6GunEYK!N8  
    ?DUim1KG  
    ";rXCH.  
    qr%N /7  
    MSS[-}  
    优化结束后会弹出如下报告 m_/U  t  
    Tty'ysH  
    q*&H  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 $J4\jIipL  
    /'jX_ V_$|  
    10) 光线追迹与结果分析 $\J5l$tU  
    k37?NoT  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    _D{A`z  
    dfdK%/' $(  
    wz`% ( \  
    3oLF^^^g  
    优化后透镜的面型如下： #Pg`0xiV  
    透镜渲染效果
    3k/E$wOj  
     U| Fqna  
     
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