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    [技术]FRED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: 2023-05-18
    1. 摘要 %QKRFPYhS  
    vt;{9\Y  
    本文您将会学到如下内容： `(f!*Ru@/z  
    透镜基本参数输入； lI-L` x  
    优化变量与评价函数设定； <X7FMNr[  
     优化； 6C]1Q.f;  
     照度分析； ]Qfn(u=o  
     y7$iOR  
    2. 操作流程 jGEt+\"/QJ  
    ae*Mf7  
    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。 \yd s5g!:  
    v}tag#f5>?  
    rSHpS`\ou  
    2) 创建透镜 8ZKo_I\  
    =ZDAeVz3w  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens PB/IFsJ  
    mXUGe:e8  
    Tjl:|F8  
    3) 输入透镜参数 BvR-K\rx  
    0qo)."V{  
    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； C!R1})_^  
     $`wMX{  
    L. EiO({W  
    <HJl2p N  
    将第二面的圆锥系数改为-1
    o4%y>d)  
    4) 创建LED光源 C":o/;,1  
    0MkSf*  
    CMCO}#  
    光源类型为Random plane ; z%e8K(  
    光线数为10000； )E,\H@A  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； ;Y; qg  
    形状选为椭圆； T[sDVkCbxf  
    lK4M.QV ?\  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 7hi"6,  
    半径选择60度 +Wx{:  
    类型选择 Lambertian W3;#fa:[L  
    形状选择 Elliptical ^~$)F_`"  
    >zhO7,=,  
    波长选择默认默认波长 9(L)&S{4K  
    Power默认为1 watts ;+tpvnV;]  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ^.hoLwp.  
    X*,%&6O*  
    LED光源设定办法 jWY$5Vq<H  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） [<{Kw=X__2  
    7yx$N n`(  
    波长设定,颜色选为绿色
    Cf:#( D  
    功率设定（在Power units选择Watts）
    ]\xy\\b/`  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane OI?K/rn  
    A5H3%o(6k  
    创建平面探测器(plane)
    h?f>X"*|(  
    ]Z oD'-,  
    6) 创建分析面 pFm=y#!t  
    DF g,Xa#  
    %<\6TZr  
     ;]w<&C!=  
    光线滤光器设置 7 As|Ns`  
    7) 执行光线追迹 WJ d%2pO]  
    Y)$ ;Ax-D  
    d5>H3D{49  
    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。 v\,N5  
     N,f4*PQ  
    8) 优化设定 aj"M>zd*}  
     581e+iC~<H  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 UTSL  
    dTL5-@  
    定义变量
    0z[dl Hi  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread）
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准)
    ` AkIK*  
    9) 优化 `D":Q=:  
     e+]6OV&+  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 =;3fq-  
    Fk6x<^Q<w  
    3VUWX5K?  
    #CnHf  
    优化结束后会弹出如下报告
    在输出结果可以看到当前评价函数数值
    +MB!B9M@  
    5|I[>Su  
    10) 光线追迹与结果分析 v|ck>_" .  
    v"MX>^/<  
    D!oc>K$B  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布 R@*O!bD  
    Y'u7 IX}  
    _6k*'aT~FK  
    优化后透镜的面型如下： ~-#yOu ,w  
    透镜渲染效果
     
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