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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 tMD^$E"C  
    j:rs+1bc  
    本文您将会学到如下内容： ++J Bbuzj!  
    透镜基本参数输入； hQg,#r(JE4  
    优化变量与评价函数设定； 'mBLf&fB  
     优化； ND9 n1WZ&x  
     照度分析； 7`uA  
    2-"Lxe65f  
    2. 操作流程 ),D`ZRXS  
    h8iaJqqvJ  
    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。 ohQz%?r  
    0,vj,ic*WX  
     mR" 2  
    %T&&x2p^=?  
    2) 创建透镜 ;3.T* ?|o  
    ~n8Oyr  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 4 BE:&A  
    {Gk}3u/  
     8^P2GG'+-  
    8r`VbgI&  
    3) 输入透镜参数 *hk{q/*Qw  
    c"%_]7  
    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,4EaC9;  
    ~L \(/[  
    !~|"LA!jn  
    ySr091Q  
     t(z(-G|&  
    将第二面的圆锥系数改为-1 oSu|Yn  
    .swgXiRvs  
    4) 创建LED光源 xvdnEaWe$  
    By"^ Z`EP4  
     z/P^-N>  
    光源类型为Random plane ; ' F 6au[  
    光线数为10000； tvj'{W  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； j-I6QUd  
    形状选为椭圆； Y>dg10=  
    %CsTB0Y7n,  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. T,xVQ4J?  
    半径选择60度 r0Y?X\l*  
    类型选择 Lambertian b]so9aCz  
    形状选择 Elliptical bAy5/G!_R  
    T_oW)G  
    波长选择默认默认波长 -pU\"$nuxH  
    Power默认为1 watts QAOk  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm wEo-a< (  
    fdCxMKlu;  
     p@NEr,GB  
    LED光源设定办法 0()9vTY+  
    W(PW9J9  
     0o"<^] _|  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） ^Lg{2hjj  
    ZAnO$pA  
     F"@'(b  
    波长设定,颜色选为绿色 #r:Kg&W2FO  
    *NwKD:o  
     N?U&(@p  
    功率设定（在Power units选择Watts） +}G>M=t::  
    0|DG\&?  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 6q  xUT  
    v;F+fOo  
     `>Kk;`  
    创建平面探测器(plane) 0R%uVJG  
    bbPd&7  
     whg4o|p  
    ! 4^L $  
    6) 创建分析面 q2j}64o _S  
    @=zBF'<.9  
    6 peM4X  
     [%)B%h`XGf  
    光线滤光器设置 `bt)'ERO%#  
    ae(]9VW  
    7) 执行光线追迹 `w+9j-  
    $qyM X[  
    -m x3^  
    - 5-SlQu  
     I3E8vi%B.  
    :#&U95EC0  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 '`goy%Wd  
    b8b PK<  
    :PjUl  
    8) 优化设定 ;|$]Qq  
    %},S#5L3  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 sp |y/r#  
    9q ,Jq B  
    JpHsQ8<  
    r`E1<aCr|  
    W-ND<=:Up  
    定义变量     0Eg r Q  
    ,E8>:-boL  
    2.&V  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） \3Ald.EqtM  
    nTtt$I@hW  
    Exs _LN  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) \g[f4xAV  
    {j=hQL3  
    9) 优化 KZ >"L  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 0@/E% T1c"  
    H2_>Av{m  
    )I UWM  
    au}0PnA;  
    Hr,lA(  
    优化结束后会弹出如下报告 ;<)-*?m9  
     yURh4@  
    d=OO(sf  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 8RT0&[  
    OsSiBb,W79  
    10) 光线追迹与结果分析 waq_d.  
    T^H) lC#R  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    o?hw2-mH  
    G.E~&{5xQ  
    ~4X!8b_  
    4Jy,IKPp  
    优化后透镜的面型如下： xcRrI|?eC  
    透镜渲染效果
    iwTBE]J  
     $mg h.3z0  
     
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