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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 正序阅读 楼主  发表于: 2024-10-11
    1. 摘要 |waIpB(  
    ,1OyN]f3  
    本文您将会学到如下内容： X3'H `/  
    透镜基本参数输入； +6wiOHB`  
    优化变量与评价函数设定； J:&[ 59  
     优化； EnOU?D  
     照度分析； MUfG?r\t  
    2MZCw^s>  
    2. 操作流程 EBz}|GY;  
    (jU6GJRP  
    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。 ?v>ET2wD  
    `;%]'F0`  
     otggN:^Qw  
    Z R/#V7Pj  
    2) 创建透镜 jReXyRmo({  
    b[V^86X^  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 5onm]V]  
    Vz6Qxd{m3  
     3U_2!zF3_  
    qOIW(D  
    3) 输入透镜参数 #>Zzf  
    -B86U6^s  
    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； 5^^XQ?"  
    E@7J:|.)R  
    Y ')x/H  
    kbM3  
     HRB<Y mP@  
    将第二面的圆锥系数改为-1 x c{hC4^V  
    $56,$K`H  
    4) 创建LED光源 {%_L=2n6  
    bw\@W{a%q  
     (<^yqH?  
    光源类型为Random plane ; 6{txm+U  
    光线数为10000； RjN{%YkXe  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； h: 9Zt0,  
    形状选为椭圆； S~|T4q(  
    _3ZYtmn.  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. j_Yp>=+[  
    半径选择60度 CHz+814  
    类型选择 Lambertian hP15qKy  
    形状选择 Elliptical `]%|f  
    AM!G1^c  
    波长选择默认默认波长 %n*-VAfE\  
    Power默认为1 watts 8YbE`32  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm c"[cNZo  
    .0es 3Rj  
     SJHr_bawd  
    LED光源设定办法 R rda# h^  
    <)3u6Vky9  
     kBffF@{  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） +llR204  
    #"B\UN  
     d QqK^#  
    波长设定,颜色选为绿色 @H=:)* ;  
    Ftr5k^!  
     v d[0X;  
    功率设定（在Power units选择Watts） i*Z" Me  
    % yw?s0  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane P}4QQw  
    %rv7Jy   
     b}"N`,0dO  
    创建平面探测器(plane) -X"p:=;j  
    3qf Ym}d  
     ZusEfh?  
    ;<ZLc TL  
    6) 创建分析面 6}!#;@D~  
    xsD($_  
    =o$sxb E(  
     LA}S yt\F  
    光线滤光器设置  B\o Mn  
    ++^l]8  
    7) 执行光线追迹 (^Y~/  
    E4M@WNPx  
    s*-n^o-  
    !]=d-RGNe  
     uc){+'[  
    a m|F?|1  
    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。 9[.8cg*  
    K/|Z$4S  
    ;6>2"{NW  
    8) 优化设定 ~Vr.J}]J  
    s T}. v*  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 WE:24b6  
    ~f$|HP}  
    hhCrUn"  
    VHIOwzC  
    B><d9d  
    定义变量     YQj2  
    a,k>Q`  
    W04@!_) <  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） 6WXRP;!Q  
    &L'Dqew,*  
    zh8nc%X{  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) old(i:2  
    j+$rj  
    9) 优化 Rh_np  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 8%A#`)fb  
    _Xk.p_uh  
    1Q<^8N)pf  
    Z2qW\E^_r  
    f4 P8Oz  
    优化结束后会弹出如下报告 ;f#v0W`5  
    ~*z% e*EL  
    C~2F9Pg  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 Enum/O5  
    Q(wx nm  
    10) 光线追迹与结果分析 }$SavB#SBP  
    < $J>9k  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    1w@(5 ^V  
    (^T F%(H  
    9K{%vK  
    [j=yMP38!:  
    优化后透镜的面型如下： I>]oS(GNT  
    透镜渲染效果
    ?XrQ53  
     z> Rsi  
     
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