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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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    在线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 R/b)hP ~  
    g84~d(\?  
    本文您将会学到如下内容： iyu%o9_0  
    透镜基本参数输入； CTR|b}!  
    优化变量与评价函数设定； >('L2]4\v  
     优化； =@binTC4  
     照度分析； \H<'W"  
    H4KwbTT"+  
    2. 操作流程 \@['V   
    U v[:Aj  
    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。 !o:RIwS3  
    OWB^24Z&3  
     f>waF u-  
    h}z^NX  
    2) 创建透镜 /Rx%}~x/m  
    y= cBpC  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens {TzKHnP  
    }N2T/U  
     Kdx?s;i  
    KTBsH;6  
    3) 输入透镜参数 @XDU !<N  
    sTeL4g|%{  
    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； u~1[nH:  
    u+[ZWhKUp  
    <R*.T)Z1  
    0}PW?t76  
     H]UM2.  
    将第二面的圆锥系数改为-1 @ L%3}  
    26 o68U8&y  
    4) 创建LED光源 S=krF yFw  
    ~e~4S~{  
     }n:'@}  
    光源类型为Random plane ; l]T|QhiVd  
    光线数为10000； &Zd{ElM  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； ~6kEpa  
    形状选为椭圆； b&HA_G4  
    1xL2f&bG  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. U,[vfSDGr  
    半径选择60度 mZ7.#R*}  
    类型选择 Lambertian ]#j]yGV  
    形状选择 Elliptical j@ UIN3  
    < I8hy$+6  
    波长选择默认默认波长 Xy_+L_h^  
    Power默认为1 watts 7$Bq.Lc#z  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 3PpycJ}  
    L:XnW 1(Or  
     ,D+pGxbr   
    LED光源设定办法 UXDd8OJL  
    tP"C >#LO  
     \uQ(-ji  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） Pqo"~&Y|~  
    Jq<&`6hn  
     LUHj3H  
    波长设定,颜色选为绿色 w%S\)wjS  
    yJppPIW^  
     la</IpC  
    功率设定（在Power units选择Watts） &]ts*qCEL  
    &}OaiTzEmc  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane (05/}PhB`  
    |@sUN:G4k  
     Z8z.Xn  
    创建平面探测器(plane) 5^ARC^v  
    ['tGc{4  
     ?`u Y*+u  
    i"0^Gr  
    6) 创建分析面 )ra_`Qdcf  
    ">v76%>Z7  
    =Qsh3b&<P  
     k9~NIvnB`  
    光线滤光器设置 HIk5Q'ek  
    Kxn/@@z>u  
    7) 执行光线追迹 r0+lH:G*q  
    CJz2.yd  
    E2Q;1Re@  
    QpBgG~h"  
     #@w8wCj  
    z4HIDb  
    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。 |j^^ *z@  
    ?S~HnIn  
    re2M!m6k5  
    8) 优化设定 _<6 ^r  
    T4]/w|?G  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 AA6_D?)vv  
    ['~3"lK^O  
    )^qM%k8  
     s X.L  
    Q })x4  
    定义变量     8`v+yHjG  
    MRR5j;4GK  
    E2 Q[  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） :1^ R$0d  
    0M7Or)qN  
    Iojyku\W.  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) t3|If@T  
    :.e`w#$7  
    9) 优化 q_bE?j{  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 4zkn~oy  
    k |k  
    V7[6jW gH  
    {Fs}8\z  
    VgD z:j  
    优化结束后会弹出如下报告 t~U:Ea[gd  
    L.ScC  
    3=5K7 F  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 dw#K!,g  
    H .*:+  
    10) 光线追迹与结果分析 >L\$  
    )9I>y2WU~  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    qB6@OS  
    Rah"La  
    FJ XYKpY[r  
    '#RzX8|v<  
    优化后透镜的面型如下： PP)iw@9j  
    透镜渲染效果
    .B?6  
     8,B?!%FP  
     
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