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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 <~ Sz04  
    ULQMG'P^D  
    本文您将会学到如下内容： ">#wOm+ +  
    透镜基本参数输入； P*cNh43U  
    优化变量与评价函数设定； m=YU2!Mb  
     优化； `ho1nY$)CE  
     照度分析； qh`t-  
    5}`_x+$%(`  
    2. 操作流程 \hB5@e4i2  
    TY1I=8  
    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。 OoWyPdC+P  
    iezO9`  
     [7[0^ad  
    EVoE szR  
    2) 创建透镜 9(@\&>)  
    V O3x~E  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens s0PrbL%_`  
    :s4p/*f  
     ^k]XEW{PG  
    P>Ez'C  
    3) 输入透镜参数 {7)st W  
    M@5?ZZ4L  
    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； p\bDY  
    |`cKD >  
    ^k9kJ+x^S2  
    }K&7%N4LZ  
     lyGhdgWc  
    将第二面的圆锥系数改为-1 &uO%_6J  
    9]@A]p!  
    4) 创建LED光源 cJrmm2.0kD  
    ho$ +L  
     (;q;E\Ej q  
    光源类型为Random plane ; ;72T|e  
    光线数为10000； *NG+L)g  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； d!$Z (W0  
    形状选为椭圆； UX dUO@  
    >k'c' 7/  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. l6d$V 9A  
    半径选择60度 ;1a~pF S  
    类型选择 Lambertian ( vca&wI!  
    形状选择 Elliptical -:na: Vsi  
    t]YC"%[S  
    波长选择默认默认波长 49vcoHlf  
    Power默认为1 watts tQjLOv+?=  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm ^_f+15]D  
    Iu <?&9t  
     ^pYxKU_O  
    LED光源设定办法 & 9<+;*/  
    ,]d,-)KX8  
     dUQ DO o  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） 8@tPm$  
    Ba!J"b]  
     +1D+]*t_?[  
    波长设定,颜色选为绿色 L>3x9  
    !Ze5)g%H  
     *cgI.+  
    功率设定（在Power units选择Watts） lqm1!5dt  
    (,8$V\  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Vb= Mg  
    hUF5fZqii  
     } x2DT8u  
    创建平面探测器(plane) <UQe.K"  
    wf:OK[r9  
     zlEX+=3  
    #':fkIYe'  
    6) 创建分析面 [_}J F}6  
    +Nt2 +Y:O  
    ?]}8o}G  
     tQBRA/  
    光线滤光器设置 ;u>DNG|.  
    =_:et 0  
    7) 执行光线追迹 [@5Ytv H  
    u)~C;f)  
    !y@6Mm  
    H kQ) n3  
     rv|)n>m  
    s;6CExH  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 Qx+%"YO  
    x;8A!8w  
    H{=21\a\  
    8) 优化设定 !lj| cT9  
    <c2'0I >  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Z7=`VNHc  
    #~<0t(3Q  
    _t Yx~J2.Q  
    1*@'-mj  
    j 4^97  
    定义变量     U 15H2-`  
    z{o' G3  
    %>g3~yl  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） oyYR-4m\  
    rV T{90,  
    XBp?w  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) }#&#^ B#?O  
    d%V*|0c)  
    9) 优化 Z|lq b=  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 E.Jkf\  
    qLB) XnQ  
    ]zWon~  
    .MP !`  
    'qOREN  
    优化结束后会弹出如下报告 5'X ]k@m_  
    1$p2}Bf {n  
    @Bf%s(Uj+  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 *%S"eWb  
    jAm3HI   
    10) 光线追迹与结果分析 8n*.).33  
    R]RZq+2 ^  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    7r~~Y%=C|  
    'lEA)&d  
    3%%o?8ES  
    Y]B)'[=h  
    优化后透镜的面型如下： 7Z-O_h3;)@  
    透镜渲染效果
    \uza=e  
     no9;<]4  
     
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