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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 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-03-01
    1. 摘要 4;HJ;0-ps  
    avy"r$v_&  
    本文您将会学到如下内容： -tnQCwq#  
    透镜基本参数输入； Oky**B[D'  
    优化变量与评价函数设定； {8R"O{  
     优化； A].>.AI  
     照度分析； ]uspx [UIc  
    gtYAHi  
    2. 操作流程 w=|GJ 0  
    wHIj<"2  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 ur vduE  
    l~D N1z6`  
     ?x^z]N|P  
    `fNG$ODL   
    2) 创建透镜  J*l4|^i<  
    DfV~!bY  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Dw7vv]+ S  
    0<PR+Iv*i  
     >|6iR%"f#  
    i/b'4o=8  
    3) 输入透镜参数 O$kq`'9  
    AW#<i_Ybf  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； %+ FG,d  
    8vuCc=  
     6l$L~>  
    X[2[!)Rk  
     }<PxWZ`,\  
    将第二面的圆锥系数改为-1 Fkf97Oi  
    c8Q]!p+Yp  
    4) 创建LED光源 l88A=iLgv  
    _/S?#   
     3+J0!FVla  
    光源类型为Random plane ; l;sy0S"DO]  
    光线数为10000； -`f04_@>d  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； ]#/4Y_d  
    形状选为椭圆； JlKM+UE :  
    @HBEt^!  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. YUQtMf9  
    半径选择60度 7O`o ovW$  
    类型选择 Lambertian - }!H3]tr  
    形状选择 Elliptical q!f1~aG  
    XhdSFxW}  
    波长选择默认默认波长 :K?0e `  
    Power默认为1 watts tRw@U4=y  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 'cNKjL;  
    $T<}y_nHl  
     N~pIC2Woo  
    LED光源设定办法 qn"D#K'&(  
    L:M0pk{T  
     +Z!;P Z6  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） 1!p/6  
    #a| L3zR5v  
     n:U>Fj>q  
    波长设定,颜色选为绿色 DWt*jX*  
    qQxz(}REu9  
     JK#vkCkyM  
    功率设定（在Power units选择Watts） xjdw'v+qZo  
    z"DkFvA  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane X E}H3/2  
    b'ml=a#i 0  
     {dPgf  
    创建平面探测器(plane) g8ES8S M  
    %Y4e9T".  
     R.j1?\  
    J NC  
    6) 创建分析面 Y{f7 f'_  
    j2 h[70fWC  
    d~ng6pA  
     vMSW$Bx ;  
    光线滤光器设置 >+cVs:  
    %'L;FPxB  
    7) 执行光线追迹 (I{ $kB"p  
    ^T4Ay=~{  
    &[?CTZ  
    (#(O r  
     TrE3S'EU#R  
    q}L+/+b  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 AyE\fY5  
    c\cZ]RZ  
    tPuut\ee  
    8) 优化设定 )_jSG5k  
    [A~G-  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 OQlG+|  
    (UEXxUdQ_Q  
    E@QA".  
    [JTto!Ih$  
    5b #QYu  
    定义变量     lx,`hl%  
    Az*KsY{/r  
    %4>x!{jwV  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） US?Rr  
    Kf7WcJ4b  
    ]]iO- }  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) I#A2)V0P)  
    Ar, 9U9  
    9) 优化 0x)dnq\  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 e`U Qz$4!  
    S;@ay/*~  
    eE:&qy^  
    z YDK $  
    4\ $3  
    优化结束后会弹出如下报告 X} JOX9pK  
    &d$~6'x*  
    =_=*OEgO]  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 Ya4?{2h@+  
    eG] a zt  
    10) 光线追迹与结果分析 R"6;NPeo  
    ahIE;Y\j'  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    /NBTvTI  
    X:q_c=X  
    #n})X,ip2  
    \SYvD y]  
    优化后透镜的面型如下： -wr(vE,  
    透镜渲染效果
    ;[5r7 jHU  
     L`K;IV%;  
     
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