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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 i^sDh>$J  
    =JbdsYI(  
    本文您将会学到如下内容： R(/[NvUb  
    透镜基本参数输入； Mdltzy=)L  
    优化变量与评价函数设定； =Y]'5cn{  
     优化； .sJys SA\  
     照度分析； =hugnX<9  
    ]cLEuE^&  
    2. 操作流程 &w;^m/zP3  
    }/7.+yD  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 <r7qq$  
    N.5KPAvg%  
     , Y g5X  
    _ r^90  
    2) 创建透镜 vh. Wm?qQ  
    +9 16ZPk  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens liugaRO8J  
    - 5o<Q'(  
     _Qm7x>NT4  
     VNr  
    3) 输入透镜参数 B{OW}D$P#  
    +B`'P9Zk@  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； t-eKruj+  
    U!a!|s>  
    0uVk$\:i  
    ]5o0  
     F= _uNq  
    将第二面的圆锥系数改为-1 +K$5tT6b  
    %?]{U($?  
    4) 创建LED光源 kwDh|K  
    LY\ddI*s  
     $ ,; ;u:-  
    光源类型为Random plane ; V 5e\%  
    光线数为10000； Gs_*/E7,  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； ;1*m} uNz  
    形状选为椭圆； B&4fYpn  
    B91S h`  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 5T$9'5V7  
    半径选择60度 iioct_7,g<  
    类型选择 Lambertian Qfkh0DX B  
    形状选择 Elliptical pIID= 8RJ.  
    bk\dy7  
    波长选择默认默认波长 [ 5CS}FB  
    Power默认为1 watts p|FlWR'mA  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm  95.qAFB1  
    7gVh!rm  
     iXUWIgr  
    LED光源设定办法 b"ol\&1 #  
    P[Y{LKAbb  
     ? -v  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） `DgaO-Dg3  
    71k!k&Im  
     RL7C YB  
    波长设定,颜色选为绿色 936Ff*%(l  
    Tm%$J  
     vh9kwJyT  
    功率设定（在Power units选择Watts） x !#Ma  
    PtQQZ"ept  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane ewb*?In  
    e={k.y }x}  
     R4#;<)  
    创建平面探测器(plane) io1S9a(y  
    tx^92R2/  
     /#-,R,Q  
    -kG3k> by_  
    6) 创建分析面 P1(8U%   
    8fJR{jD(s  
    ]%gp?9wy  
     NEq t).   
    光线滤光器设置 eP V-yy  
    !7A"vTs  
    7) 执行光线追迹 8q_1(& O  
    @IEI%vH  
    U>/<6 Wd  
    Hnfvo*6d.e  
     1U717u  
    X HWh'G9  
    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。 <T(s\N5B=  
    f:_=5e +  
    l\K%  
    8) 优化设定 5Z* b(R  
    ^c/mj9M#C  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 T$:>*  
    $a`J(I  
    >pgQb9 T+_  
    ?"()>PJx  
    ^36M0h|R  
    定义变量     pwa.q  
    Z 6 tE{/  
    J9g|#1G  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） @)9REA(U  
    5gO /-Zj  
    !nec 7  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) D~cW ]2  
    5){tBK|  
    9) 优化 U5|B9%:&  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 ' be P  
    x$~3$E  
    l*$WX=h6n  
    bBA$}bv  
    V]r hr  
    优化结束后会弹出如下报告 uQ{=o]sy  
    pNP_f:A|  
    $kD7y5  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 7@FDBjq  
    S  <2}8D  
    10) 光线追迹与结果分析 %_>Tcm=  
    xC<R:"Mn  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    xcHen/4X  
    "]v uD  
    iwvt%7  
    E3y6c)<  
    优化后透镜的面型如下： NPS .6qY  
    透镜渲染效果
    Kl2}o|b   
     ])eOa%  
     
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