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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 -O2Qz zE&  
    7 0KZXgBy_  
    本文您将会学到如下内容： y#r=^r]l)  
    透镜基本参数输入； h4sEH  
    优化变量与评价函数设定； 5-n N8qs  
     优化； 1`b?nX  
     照度分析； wp$SO^?-  
    u K 8 r  
    2. 操作流程 F/mD05{  
    WMrK8e'  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 RL($h4d9  
    IDv@r\Xw  
     F*} b),  
    ARslw*SJ  
    2) 创建透镜 6? 2/b`k  
    2f F)I&  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens }Dk_gom_  
    NH4EsV]  
     b@nbXm]Z  
    T- JJc#  
    3) 输入透镜参数 l~!#<=.  
    {?,:M  
    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； J0^p\mG  
    r)ga{Nn,.  
    +BmA4/P$  
    #~nI^ ggW  
     k5W5 9tz  
    将第二面的圆锥系数改为-1 m_oBV|v{  
    |qfnbi-\  
    4) 创建LED光源 VM|8HR7U  
     Q"%L  
     <4^a (Zh  
    光源类型为Random plane ; dDAdZxd  
    光线数为10000； 61CNEzQ  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； :'#B U:  
    形状选为椭圆； }?"f#bI  
    kf^Wzp  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. UI |D?z<  
    半径选择60度 h|_G2p^J+"  
    类型选择 Lambertian e(j"u;=  
    形状选择 Elliptical lYU_uFOs\  
    2x'JR yef  
    波长选择默认默认波长 ptYQP^6S[  
    Power默认为1 watts vBq 2JJAl  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm [96|xe\s  
    "!r7t4  
     zaR~fO  
    LED光源设定办法 j @sd x)1+  
    IN),Lu0K  
     kVZ>Dc2M  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） Eo)n( Z9  
    NcRY Ch  
     KG)Y{-Ao  
    波长设定,颜色选为绿色 oQFpIX;\m  
    j =[Td   
     4LKOBiEM  
    功率设定（在Power units选择Watts） RVX-3FvP  
    dAohj QH:  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane N!^U{;X7/  
    %q(n'^#Z.y  
     Qq^>7OU>Co  
    创建平面探测器(plane) 866n{lyL  
    M {_`X  
     : !J!l u  
    e>y"V; Mj  
    6) 创建分析面 7J7uHl`yq`  
    W/xb[w9v  
    Fp|x,-  
     qzsS"=5  
    光线滤光器设置 !&ac}uD^g  
    EivZI<<a  
    7) 执行光线追迹 {>>f5o 3  
    XEY((VL0  
    u%3Z +[  
    :W8DgL>l  
     |Zncr9b  
    sR ~1J4  
    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。 @y{Whun~  
    Z_cTuu0'  
    )# M*@e$k  
    8) 优化设定 0 B>{31)  
    jvCk+n[  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 'l!tQD!  
    3Q Zw  
    Dm"GCV  
    Hq< Vk.Nk  
    Ri"3o  
    定义变量     ]7fqVOiOu  
    LKFL2|af  
     J$v0  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread）  5!NK  
    jx+%X\zokA  
    .COY%fz  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) M~zdcVTbH  
    Z~9\7QJn  
    9) 优化 Y_xPr%%A  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 -{-w5_B$  
    vB#&XK.aW  
    3QL'uk  
    S6 `4&0'  
    eICk}gfun  
    优化结束后会弹出如下报告 /t01z~_  
    d/j$_NQ&!  
    wMT?p/9Blm  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 oZA?}#DRl  
    }2|>Y[v2j  
    10) 光线追迹与结果分析 ezY _7  
    |l 03,dOF  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    ??CtmH  
    Q!(C$&f  
    .u>IjK^  
    a#nVRPU8m  
    优化后透镜的面型如下： <9@I5 0;  
    透镜渲染效果
    1t WKH  
     +3(1QgYM%  
     
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