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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 <$ oI  
    _|qs-USA  
    本文您将会学到如下内容： /\C5`>x  
    透镜基本参数输入； 5U5)$K'OA  
    优化变量与评价函数设定； t!JD]j>q  
     优化； Y[WL}:"93  
     照度分析； 3D*vNVI  
    c"x-_Uk  
    2. 操作流程 %}x$YD O  
    cJ#|mzup  
    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。 - BE.a<  
    \]gUX-  
     P]wCC`qi  
    9Vh>ty1|_  
    2) 创建透镜 yRGv{G[59  
    @}B,l.Tj  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens \$%q< _l  
    ;*=MI/"N  
     ZuIw4u(9  
    # mK?K  
    3) 输入透镜参数 bQelU  
    u iEAi  
    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； s_`=ugue  
    1`z^Xk8vt  
    ^KO=8m( )J  
    Q@"mL  
     O!=ae|  
    将第二面的圆锥系数改为-1  XBF]|}%  
    `PVr;&  
    4) 创建LED光源 eTrIN,4  
    %@9pn1,  
     4EtP|  
    光源类型为Random plane ; 4_'($FC1  
    光线数为10000； uv$t>_^  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； Dd:;8Xo  
    形状选为椭圆； @cz\'v6E  
    tbr1mw'G  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. u(92y]3,  
    半径选择60度 f#3U,n8:  
    类型选择 Lambertian "`'' eV3  
    形状选择 Elliptical q;{# ~<"+  
    tF@hH}{;  
    波长选择默认默认波长 / Q8glLnM  
    Power默认为1 watts > lg-j-pV  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm *#n?6KqZ  
    |&hu3-(  
      {Hp*BE   
    LED光源设定办法 Q\ AM] U  
    d l<7jM?  
     }VUrn2@-4  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） `*`@ro  
    q=H dGv  
     28N v'  
    波长设定,颜色选为绿色 A^9RGz4=  
    5u=(zg  
     ]*M-8_D  
    功率设定（在Power units选择Watts） ?9)-?tZ^Q  
    /y.+N`_  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane cJ> #jl&  
    <,S5(pZ  
     l(CMP!mY  
    创建平面探测器(plane) 9]DMHA@  
    t|ih{0  
     & 1:_+  
    $aFCe}3b<  
    6) 创建分析面 :"pA0oB  
    kkz{;OW  
    +U:U/c5Z^  
      3~mi  
    光线滤光器设置 {d%% nK~  
    `qnNEJL,  
    7) 执行光线追迹 DnZkZ;E/  
    )zR(e>VX  
    I!L`W _  
    *C*'J7  
     rv\yS:2  
    2qF ?%  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 S-$N!G~!  
    (pl|RmmDz  
    nX|f?5 O  
    8) 优化设定 $z>L $,c>  
    =@%Ukrd@  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 d*e0/#s  
    vl "l  
    Ig sK7wn  
    122%KS  
    $@[`v0y*  
    定义变量     <h*r  
    zv^km5by  
    #c?xJ&bh  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） *" ("^_x\  
    lD%Fk3  
    v|WTm#  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准)  <:,m  
    tTMYqg zUk  
    9) 优化 $mV1K)ege  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 -8r';zR  
    eYN =?  
    NM`5hd{  
    gyz#:z$p^  
    )dv w.X  
    优化结束后会弹出如下报告 rY~!hZ  
    bK\Mn95]  
    LR:v$3 G(  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 cIL I%W1  
    %|tDb  
    10) 光线追迹与结果分析 G<2OL#Y-  
    iB]xYfQ&@V  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    LkUYh3  
    TQ/EH~Sz  
    ","O8'$OC  
    m ll-cp  
    优化后透镜的面型如下： `Mh 3v@K:  
    透镜渲染效果
    s#8mD !T|  
     &y7<h>z  
     
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