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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 -Z&6PT7  
    q|J3]F !n  
    本文您将会学到如下内容： 0dhJ# [Y  
    透镜基本参数输入； 41%B%K*  
    优化变量与评价函数设定； t?^C9(;6  
     优化； Ij>x3L\-  
     照度分析； +O23@G?x  
    ]E90q/s@c  
    2. 操作流程 J&~nD(&TY  
    ]saf<?fzr  
    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。 (j-[m\wF  
    kvh}{@|-  
     1 O+4A[cr  
    )f4D2c&VE  
    2) 创建透镜 X#mm Z;P  
    }zVPdBRfm  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens zECdj'/  
    gkUG*Zw  
      $3](6  
    ShanwaCDqv  
    3) 输入透镜参数 G.K3'^_  
    \ief [  
    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； ^=Rqa \;  
    ,)A^3Q*  
    $NP5Z0v7  
    b7>^w<ki  
     R}4o{l6  
    将第二面的圆锥系数改为-1 ug!DL=ZW  
    .E|Hk,c9  
    4) 创建LED光源 "|pNS)  
    -}k'a{sj=  
     :bMCmY  
    光源类型为Random plane ;  G~T]m .  
    光线数为10000； sqHv rI  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； WlP#L`  
    形状选为椭圆； y'4H8M2?  
    N m-{$U  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. yv4ki5u`  
    半径选择60度 ABEC{3fWpu  
    类型选择 Lambertian U:>'^tkp  
    形状选择 Elliptical ^z3-$98=A  
    =flgKRKk.r  
    波长选择默认默认波长 l5S (x Q  
    Power默认为1 watts =9n$ at$l@  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 1QM*oj:  
    fXMVl\ <  
     E!'H,#"P  
    LED光源设定办法 7\ d{F)7E  
    48M)A  
     Y-&r_s_~  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） m` cw:  
    ;nG"y:qq  
     Ojp)OeF\  
    波长设定,颜色选为绿色 .z+?b8Q\  
    (5{|']G  
     o7VNw8Bp  
    功率设定（在Power units选择Watts） Rk^Fasg"  
    vTjgW?9  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 5bFE;Y;  
    a&)0_i:r  
     OlhfBu)~  
    创建平面探测器(plane) ed*Cx~rT  
    c;e-[F7  
     &oiX/UaY  
    b].:2  
    6) 创建分析面 C1P{4 U  
    : N ^1T6v  
    ?ECmPS1  
     y|q4d(P.  
    光线滤光器设置 :SG9ygq'  
    l.1)%q&@^  
    7) 执行光线追迹 xBU\$ToC  
    P]T(I/\g  
    Y5=~>*e  
    &KgR;.R^J  
     :gY$/1SYD  
    *wP8)yv7  
    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。 dra'1E  
    5/DTE:M<  
    g}IdU;X$NT  
    8) 优化设定 y&9S+  
    @8Drhx  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 RGhl` ;  
    MLY19;e  
    shxr^   
    28SlFu?  
    wQ!~c2a<8  
    定义变量     3/:O8H  
    1O45M/5\o  
    +-'qI_xo  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） >OE.6)'Rm  
    "$+naY{w  
    MjE.pb  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) qyUcjc%[  
    n<8$_?-  
    9) 优化 Xn"n5 =M  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 PTA;a 0A  
    Y_>z"T  
    < .$<d  
    CSc*UX+  
    CB_(9T72H  
    优化结束后会弹出如下报告 lZ0+:DaP2  
    BQSA;;n]  
    J=*y>Zt-b  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 T =3te|fv  
    )&+_T+\  
    10) 光线追迹与结果分析 0-0 )E&2  
    "+_]N9%)  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    GWjKZ1p  
    IG`~^-}7lR  
    kBIF[.v(\  
    h\'GL(?DBI  
    优化后透镜的面型如下： FO_nS   
    透镜渲染效果
    KwPJ0 ]('_  
     rZu_"bcJ  
     
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