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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 )m.U"giG++  
    )_\q)t"=  
    本文您将会学到如下内容： gkL{]*9&%  
    透镜基本参数输入； W^N|+$g>H  
    优化变量与评价函数设定； ^=7XA894  
     优化； !7jVKI80  
     照度分析； a474[?  
    _Sn45h@"  
    2. 操作流程 ^Bu55q  
    Ff{dOV.i  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 Tb<}GcwJ  
    QBL|n+  
     B):hm  
    c@/K}  
    2) 创建透镜 POt 8G  
    &~sirxR p  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens vmIt!x  
    =uD^#AX  
     .l +yK-BZ  
    .+$ox-EK8  
    3) 输入透镜参数 =9L1Z \f  
    sG8G}f  
    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； m\e?'-(s  
    t(:w):zE  
    ^s_7-p])(  
    @t4OpU<'*b  
     j6DI$tV~  
    将第二面的圆锥系数改为-1 5Sz}gP('  
    =U,mzY (  
    4) 创建LED光源 ky=h7#wdv-  
    *m*sg64Zw  
     {{@*  
    光源类型为Random plane ; 8=,-r`oNy  
    光线数为10000； @~8*  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； HMqR%A  
    形状选为椭圆； oUx%ra{  
    xASH- 9  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. &AP`k  
    半径选择60度 MZ"|Jn  
    类型选择 Lambertian (0u(<qA\  
    形状选择 Elliptical *=zv:!  
    lGpci  
    波长选择默认默认波长 O#?@' 1  
    Power默认为1 watts !Z<=PdI1Ys  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm \@m^w"Ij  
    v:?l C<,  
     ]_43U` [#  
    LED光源设定办法 y7| 3]>Z  
    y85R"d  
     JasA w7  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） 4Be\5Byr  
    ?@CbaX~+K  
     DTvCx6:!  
    波长设定,颜色选为绿色 h&2l0 |8k  
    AL;4-(KH  
     ip!-~HNwJ  
    功率设定（在Power units选择Watts） Mh~E ]8b  
    v-DZW,  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane KZ@'NnQ  
    8\Bb7*  
     d r$E:kr  
    创建平面探测器(plane) pT/z`o$#V  
    AK(x;4  
     pv]" 2'aQ  
    kxmc2RH>nB  
    6) 创建分析面 n&3}F?   
    {A'_5 X9  
    ?z&5g-/b  
     u(i=-PN_<  
    光线滤光器设置 (D0\uld9  
    1$H<Kjsm  
    7) 执行光线追迹 U=PTn(2  
    yt<h!k$ _P  
    !RSJb  
    G`RQl@W>)(  
      zPN:)  
    VS@e[,  
    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。 3,-[lG@o  
    quRTA"!E  
    1>Q4&1Vn  
    8) 优化设定 f+1@mGt  
    ih-J{1  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 sLUOs]cj  
    -5JN`  
    _!,Ees=b  
    }=Ul8 <  
    9g]%}+D  
    定义变量     ")<5 VtV  
    i` Q&5KL  
    -iL:D<!Cb_  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） )D ~ 5  
    sou~m,#  
    Zz"8  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) ;Y0M]pC  
    G.`},c;A-  
    9) 优化 .><-XJ  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 <cU%yA710  
    Ec@cW6g(%  
    XJ5@/BW  
    CK1A$$gnz  
    RLZfXXMn  
    优化结束后会弹出如下报告 05g %5vHF  
    B oxtP<C"  
    +abb[  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 7Mk>`4D'c  
    V~p01f"J  
    10) 光线追迹与结果分析 4XAs^>N+  
    FPH2dN  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    8i5S }  
    lv9Tq5C  
    lX.-qCV"B  
    \Y>b#*m(4  
    优化后透镜的面型如下： n}t 9Nf_  
    透镜渲染效果
    D,Gv nfY  
     &>]U c%JK  
     
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