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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 5: daa  
    t7w-TJvP  
    本文您将会学到如下内容： oX'0o 'c  
    透镜基本参数输入； -)1-~7 r  
    优化变量与评价函数设定； <<=e9Lh  
     优化； ?a5h iN0  
     照度分析； C.J`8@a]?  
    zL:&Q<  
    2. 操作流程 :}y9$p  
    #NvQmz?J?  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 &?.n2+T+ =  
    3 p/b  
     {=UFk-$=  
    *16<M)7  
    2) 创建透镜 aUH\Ee^M:R  
    0QMTIAW6h  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens (I-<f$3  
    Z_H?WGO  
     M.>^{n$ z  
    S6v!GQ  
    3) 输入透镜参数 S4cpQq.  
    5Sr4-F+@%  
    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； '_:(oAi,C  
    #6Jc}g< ?g  
    f UC9-?(K  
    jY7=mAd  
     \K}-I  
    将第二面的圆锥系数改为-1 eR:b=%T8  
    [SVhtrx|%  
    4) 创建LED光源 hAm/mu  
    9\HR60V  
     ^+ZgWS^%  
    光源类型为Random plane ; _7U]&Nh99  
    光线数为10000； !p9)CjQ"  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； &59F8JgJ  
    形状选为椭圆； HcRa`Sfc]/  
    [J^  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. *5_V*v6  
    半径选择60度 QK)){ cK  
    类型选择 Lambertian <5S@ORN  
    形状选择 Elliptical uG!:Z6%p  
    8S\RN&T$  
    波长选择默认默认波长 E<tK4?i"  
    Power默认为1 watts f-Jbs`(+  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm `vd= ec  
    <$%X<sDkq  
     x2co>.i  
    LED光源设定办法 NzQ9Z1Mxy  
    bLzs?eos  
     h.)h@$d  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） v2Bzx/F:  
    'Gx$Bj  
     98R KCc9h  
    波长设定,颜色选为绿色 a5@z:i  
    F]UQuOR)  
     7p.>\YtoR}  
    功率设定（在Power units选择Watts） %Y]=1BRk}  
    xl(@C*.sC1  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane y%S1ZT ScO  
    hfqqQ!,l!  
     :_ROJ  
    创建平面探测器(plane) )KE [!ofD  
    ~e `Bq>  
     [U>@,BH  
    VIC0}LT0R  
    6) 创建分析面 M*sR3SZ  
    N|mJg[j@7  
    Rx7X_A}  
     o!OMm!  
    光线滤光器设置 D-2.fjo9!  
    ).5RPAP  
    7) 执行光线追迹 UH? p]4Nz  
    eujK4s  
    lhH`dG D  
    ST5V!jz  
     (@r `$5D.b  
    #*9-d/K  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 .B72C[' c  
    (Glr\q]jF\  
    ujFzJdp3k  
    8) 优化设定 QSw<%pcJE@  
    /ASaB  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 b| M3 `  
    mO*^1  
    ~YP Jez  
    <IJu7t>  
    uR;gVO+QC  
    定义变量     {2&m`D bm  
    6"/WZmOp  
    59r_#(uo  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） g7\,{Bw#E  
    'G&{GVbXY  
    mYxyWB  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) @I`C#~  
    urBc=3Rz  
    9) 优化 vb Y3;+M>  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 2I/xJ+  
    %" D%:   
    6$U]9D  
    =,y |00l  
    JyLa#\ R  
    优化结束后会弹出如下报告 uo\ .7[1  
    1Xu?(2;NF  
    Q=mI 9  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 ]rehW}  
    O7d$YB_'  
    10) 光线追迹与结果分析 NLS"eD m  
    : _e#  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    3_Cp%~Gi-_  
    {\H/y c|@  
    IW=cym7  
    ]\-^>!F#K  
    优化后透镜的面型如下： S$TmZk=  
    透镜渲染效果
    Vj<:GRNQ,d  
     Jn:ZYqc  
     
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