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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 NQX?&9L`r  
    6H5o/)Q~  
    本文您将会学到如下内容： zy nX9t  
    透镜基本参数输入； }qhYHC  
    优化变量与评价函数设定； hITYBPqRO  
     优化； E2YVl%.  
     照度分析； x[Hx.G}5+  
    FfrC/"N  
    2. 操作流程 &v t)7[  
    JbS[(+o  
    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。 aq8./^  
    (V\N1T,f  
     P}UxA!  
    UcOP 0_/  
    2) 创建透镜 \w>Rmf'|  
    U B~ -$\.  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens :KA)4[#;W  
    $/tj<++W  
     jC>#`gD  
    mH0OW  
    3) 输入透镜参数 O-K*->5S  
    ipg`8*My  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； )h&@}#A09  
    9_iwikD  
    VjNr<~|d  
    J -Lynvqm  
     cs*E9  
    将第二面的圆锥系数改为-1 1'Q6l  
    (=;'>*L(  
    4) 创建LED光源 =_zo  
    2IRARZ,3  
     E;x-O)(&  
    光源类型为Random plane ; G9LWnyQt  
    光线数为10000； {FKr^)g  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； l~f3J$OkJ  
    形状选为椭圆； GD]epr%V  
    u_ l?d  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. zIu/!aw  
    半径选择60度 6QbDU[  
    类型选择 Lambertian @KU;' th  
    形状选择 Elliptical >yXhP6  
    zhd1)lgY  
    波长选择默认默认波长 :q*w_*w  
    Power默认为1 watts \G>C{v;  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ]= %qm;  
    ZvT,HJ0?  
     N{Z+  
    LED光源设定办法 UhL1Y NF_  
    tP*Kt'4W  
     amC)t8L?  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） U&u63 56  
    gj @9(dk%  
     LO)!Fj4|  
    波长设定,颜色选为绿色 `N.:3]B t  
    Z'y&11  
     G~(\N?2  
    功率设定（在Power units选择Watts） %A'mXatk  
    1.3dy]vG  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane wn!=G~nB  
    ~5%3]  
     DC*MB:c#U  
    创建平面探测器(plane) +~iiy;i(  
    )1M2}11uS  
     g`S;xs  
    QY&c=bWAX"  
    6) 创建分析面 *->*p35  
    rC_1f3A  
    p<L{e~{!7f  
     h+j^VsP zB  
    光线滤光器设置 Aipm=C8  
    ;5[ OS8  
    7) 执行光线追迹 m!w|~ Rk  
    (XmmbAbVom  
    L{&2 P  
    .#SgU<Wq  
     =LV-n  
    0m*b9+q  
    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。 ~ E6e~  
    K'J_AMBL  
    #U L75  
    8) 优化设定 hIV]ZYbH  
    \zg R]|  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 i56Rdb  
    $ MH;v_'a  
    iD|~$<9o  
    /96lvn]8lO  
    \}=T4w-e  
    定义变量     V.*M;T\i  
    _3 oo%?}  
    p@f #fs  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） .G\](%  
    a'jUM+D;  
    :FS5BT$=  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) YFJaf"?8g  
    JZ-@za6u  
    9) 优化 uBt ]4d*  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 YAT@xZs-  
    b_F1?:#  
    I1':&l^O  
    B//*hH >F  
    _d3Z~cH  
    优化结束后会弹出如下报告 ^;a .;wR  
    G-9i   
    M KW~rrR  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 .uauSx/#4  
    -F`GZ  
    10) 光线追迹与结果分析 8=L"rekV_  
    qCcLd7`$  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    i;C` .+  
    0{ mm%@o  
    /mz.HCs  
    `dV2\^*A  
    优化后透镜的面型如下： OeASB}  
    透镜渲染效果
    J?m/u6  
     vi^YtA  
     
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