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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 #\Q{?F!4  
    N<xf=a+j  
    本文您将会学到如下内容： UP@a ?w  
    透镜基本参数输入； ~}c`r4  
    优化变量与评价函数设定； :OF:(,J  
     优化； _>G=v!  
     照度分析； 3M nm2*\  
    q 16jL,i  
    2. 操作流程 3E!#?N|v  
    .Q,IOCHk  
    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。 *mc]Oa  
    Whf7J'  
     NW.<v /?=,  
    nbnbG0r:  
    2) 创建透镜 n.[0#Ur&}  
    m]bv2S+5y  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 3lyk/',  
    :y?xS  
     k \|[=  
    [w%MECTe  
    3) 输入透镜参数 GP %83T  
    e$k ]z HlQ  
    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； $II[b-X?S  
    kKFSCl/g  
    hSgfp  
    o@?3i+%}8  
     idm!6]  
    将第二面的圆锥系数改为-1 AxaabS$\  
    VQm)32'  
    4) 创建LED光源 %SRUHx[D  
    lWv3c!E`  
     2V}tDN7c  
    光源类型为Random plane ; O7#ECUH  
    光线数为10000； &&0,;r, -)  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； rf+'U9  
    形状选为椭圆； wW3fsXu  
    c2}?[\U]  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. {gE19J3  
    半径选择60度 z$3 3NM  
    类型选择 Lambertian f\Bd lOJ>  
    形状选择 Elliptical 73$^y)AvY  
    H61 ,pr>  
    波长选择默认默认波长 KzRw)P  
    Power默认为1 watts w_po5[]R  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm {x $H# <Y  
    G?LPj*=$?  
     wVvk{tS  
    LED光源设定办法 G<kslTPyq  
    ^h+<Q%'a'  
     |-N\?N9"  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） 1 l'Wb2g>A  
    :t\pi. uWt  
     3K2`1+kBVG  
    波长设定,颜色选为绿色 pYo]lO  
    VGoD2,(b^  
     \(t.|  
    功率设定（在Power units选择Watts） UV%A l)3  
    k+>-?S,  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane FbB> Md;  
    4@PH5z  
     p=U*4[9k  
    创建平面探测器(plane) od{b]HvgS  
    _B` '1tNx  
     X>w(^L*>  
    a3i4eGT-  
    6) 创建分析面 } h|1H  
    ?Kw~O"L8  
     ?[Od.  
     <d,Qi.G4  
    光线滤光器设置 *%L:soM'Ll  
    u8pJjn;  
    7) 执行光线追迹 n?*Fr sZ  
    +Zu*9&Cx  
    7/lXy3B4  
    0  ;$[  
     B&&:A4  
     Hu|;cbK  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 DVxW2J  
    ^)Xl7d|m+  
    5v4 ,YHD  
    8) 优化设定 !(PAUW S@  
    !T/ ^zc;G  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 K1Ms  
    Al="ss&2  
    ^>02,X mk  
    J[rpMQ  
    \Tf845  
    定义变量     LutP&Ebt8  
    Uk=jQfA*J  
    4QODuyl2H  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） !6hUTjhW7z  
    H%`Ja('"p  
    62~8>71;'  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) ,$ L>  
    ]6NpHDip1  
    9) 优化 5y;texsj[  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 K^j7T[pR  
    ].=&^0cg  
    5Jd(&k8%  
    ca/AScL  
    uc]]zI6  
    优化结束后会弹出如下报告 r9<OB`)3+  
    [F4] pR(  
    /1ZRjf^  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 L=4%MyZ.e  
    T9.3  
    10) 光线追迹与结果分析 9~i=Af@  
    !t/I j~o  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    {/SUfXq  
    ]cvP !  
    SoX\S|}%6[  
    F]kn4zr  
    优化后透镜的面型如下： rM/Ona2x  
    透镜渲染效果
    $'# hCs  
     Nv!If$d  
     
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