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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: 2024-10-11
    1. 摘要 d8.ajeN]o  
    h>tsis'N9  
    本文您将会学到如下内容： &PWf:y{R`  
    透镜基本参数输入； EVSK8T,  
    优化变量与评价函数设定； fNEz  
     优化； Fd"WlBYy0  
     照度分析； aL$j/SC  
    s?<!&Y  
    2. 操作流程 HWR& C  
    O<a3DyUa;  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。  oUS ,+e  
    mCrU//G  
     Vw?P.4  
    2;R/.xI6v  
    2) 创建透镜 ;@'0T4Z&l  
    x9\J1\  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens htg'tA^CtS  
    '5cZzC 2  
     J/gQQ. s  
    YUS?]~XC7x  
    3) 输入透镜参数 2?H@$-x>  
    ZE ^u.>5  
    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； Wbs^(iUU}  
    Hc /w ta  
    !pV<n  
    oP,RlR  
     sx90lsu  
    将第二面的圆锥系数改为-1 7rPLnB]  
    i/M+t~   
    4) 创建LED光源 T/5nu?v  
    >2t cEz%  
     p1uN ]T7>  
    光源类型为Random plane ; 4Q/r[x/&C  
    光线数为10000； =*[, *A  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； .^GFy   
    形状选为椭圆； C*]AL/  
    c_[ JjG^?P  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. w=gQ3j#s  
    半径选择60度 o8mo=V4j  
    类型选择 Lambertian HWOek"}Z[  
    形状选择 Elliptical Xv]*;Bq:SK  
    &8juS,b  
    波长选择默认默认波长 ! 7Nn ]Lx  
    Power默认为1 watts >5df@_'  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm <xC: Ant  
    ,$o-C&nC  
     S{Rh'x\B  
    LED光源设定办法 Mf#2.TR  
    r \9:<i8  
     2kC^7ZAwu  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） DwTi_8m;  
    -aA<.+  
     Y<de9Z@  
    波长设定,颜色选为绿色 M44_us  
    [3GKPX:OA/  
     2}GKHC  
    功率设定（在Power units选择Watts） :Q8g?TZ  
    ~igRg~k:/  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane W6h NJb  
    ?i/73H+;D3  
     [p2g_bI8yK  
    创建平面探测器(plane) d|R HG  
    s }Xi2^x  
      9F/|`  
    }#YIl@E  
    6) 创建分析面 5X0_+DdeL  
    u_h=nk  
    I4A ;  
     \-DM-NrZ1U  
    光线滤光器设置 "<7$2!  
    #!(Zn:[  
    7) 执行光线追迹 +'!h-x1y~  
    6R0D3kW  
    N=hSqw[  
    ;|2U f   
     [B.W1 GL!  
    $z~jnc  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 cq- e c7  
    QxP` fKC8  
    \CP*i_:"  
    8) 优化设定 p{+tFQy  
    +>n. T  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 ajf_)G5X P  
    `#-p,NElV  
    /W7&U =d9  
     pb,{$A  
    lqhHbB  
    定义变量     O8!!UA8V  
    )G}sb*+v?  
    NdaVT5RB  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） pT|./ Fe  
    =MQ2sb  
    I^6c 0`  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) !NlB%cF  
    n=lggBRx  
    9) 优化 yQ72v'  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 #g5't4zqx  
    wWp?HDl"M  
    nS?S6G5h  
    Z&2 &wD  
    Yj|c+&Ng  
    优化结束后会弹出如下报告 C.DoXE7  
    ]9!Gg  
    @]}Qh;a~  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 WV9[DFU  
    N^nDWK  
    10) 光线追迹与结果分析 s (l+{b &  
    q[T_*X3o  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    $~;6hnr m  
     |V*e2w  
    }W Bm%f  
    fSgGQ D4  
    优化后透镜的面型如下： gK]T}  
    透镜渲染效果
    NK*:w *SOI  
     gwkZk-f\p  
     
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