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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 Cww$ A %}  
    LD^V="d  
    本文您将会学到如下内容： s(wbsRVP8  
    透镜基本参数输入； dw Aju:-H  
    优化变量与评价函数设定； jOEb1  
     优化； ]S%qfna e1  
     照度分析； dwJ'hg  
    = #ocp  
    2. 操作流程 M}M.  
    PtmdUHvD  
    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。 G%rK{h  
    fqvA0"tv  
     T#er5WOH  
    "R):B~8|H{  
    2) 创建透镜 y;#p=,r  
    QLIm+)T  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens -+ $u  
     dsJ}C|N  
     0)9GkHVu(  
    k)y0V:ZY]O  
    3) 输入透镜参数 yUEUIPL  
    mn 8A%6W  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； (:E^} &A  
    1z[WJ}$u  
    "kf7??Z  
    ^HC! my  
     . KRh59yg  
    将第二面的圆锥系数改为-1 0g`WRe  
    \ m 2[  
    4) 创建LED光源 B.{0,b W?  
     "FG6R'  
     0jj }jw  
    光源类型为Random plane ; <8j n_6  
    光线数为10000； jY$|_o.4  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； l2n>Wce9  
    形状选为椭圆； ^@L  
    rQ~%SUM7  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ~_^nWT*BV  
    半径选择60度 5_=&U-? H  
    类型选择 Lambertian #pOW2 Uj8\  
    形状选择 Elliptical jsk<N  
    6,cyi|s  
    波长选择默认默认波长 EY> %#0  
    Power默认为1 watts ,uDB ]  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm yK[ ~(!c5  
    i,b>&V/Y$  
     PJkEBdM.  
    LED光源设定办法 J*$ !^\s  
    c$ 1ez  
     ^H&6'A`  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） ~-'nEATE  
    2BRY2EF  
     |A5]hL   
    波长设定,颜色选为绿色 5n?fZ?6(  
    ,4EE9 ?J  
     #l{qb]n]  
    功率设定（在Power units选择Watts） l|5ss{llR  
    ;QW)tv.y  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 9> [ $;>  
    `[Z?&'CRQ  
     H-0deJ[>  
    创建平面探测器(plane) S@T> u,t'  
    \s+ <w3  
     ^Z2%b>  
    ><^A4s  
    6) 创建分析面 4sROMk=l  
    c69B[Vjb  
    h*d&2>"0m?  
     WS2TOAya)  
    光线滤光器设置 $+V{2k4X,  
    H^'EY:|  
    7) 执行光线追迹 -OVJ]  
    qdO^)uJJ  
    N[r@Y{  
    =cqaA^HQL  
     Z#^2F8,]  
    ^c.b@BE  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 Q/0;r{@Tq}  
    P_Po g^  
    eN,m8A`/S  
    8) 优化设定 RI-whA8+  
    `^|mNh  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 N[zI@>x  
    Gz ^g!N[  
    J& yDX>  
    (Z6[a{}1i  
    z?FZu,h}  
    定义变量     4!iS"QH?;^  
    :n>:*e@w%  
    !)_5z<  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） 9l OUE  
    }2DeqY  
    /`2VJw  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) aLhTaB-va  
    9$S2:2(G  
    9) 优化 yvNYYp2r  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 Og-M nx3  
    "eGS~-DVK  
    x"U/M ?l  
    4zfgtg(  
    /sJk[5!z  
    优化结束后会弹出如下报告 hoSk  
    rA{h/T"  
    r_ r+&4n  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 l m-ubzJN  
    0-FwHDxw  
    10) 光线追迹与结果分析 EL~s90C  
    h_y<A@[P}  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    69q8t*%O  
    } vcr71u  
    $m{\<A  
    _%<7!|"  
    优化后透镜的面型如下： j>0S3P,  
    透镜渲染效果
    (;Lz `r'  
     0@3g'TGl  
     
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