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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 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-10-11
    1. 摘要 8>WC5%f*  
    >76\nGO  
    本文您将会学到如下内容： {O7X`'[  
    透镜基本参数输入； +gJ8{u!=k  
    优化变量与评价函数设定； #py[  
     优化； /oR<A  
     照度分析； ~1W x =  
    ~s]iy9i  
    2. 操作流程 A.EbXo/  
    }L#_\  
    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。 /qy-qUh3h  
    @EnuJe  
     ;I}kQ!q  
    y6[IfcN  
    2) 创建透镜 *Of4o  
    bdF.qO9  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 3 %|86:*  
    JQ6zVS2SSS  
     9&` 2V  
    7,lq}a8z  
    3) 输入透镜参数 d [V;&U  
    lMg+R<$~I  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； Zy(W^~NT  
    lJis~JLd`  
    4bw4cqY;  
    EodQ*{l  
     /5:bvg+  
    将第二面的圆锥系数改为-1 l33Pm/V2?  
    Y! gCMLL  
    4) 创建LED光源 ]A<~XIu  
    6T#+V37  
     i*NH'o/  
    光源类型为Random plane ; HY%i`]4X  
    光线数为10000； }#Qc \eud  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； 3T!lA  
    形状选为椭圆； <\pfIJr$  
    v4.#;F.\m  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. s#tZg  
    半径选择60度 !=:$lzS^  
    类型选择 Lambertian ML8<4o  
    形状选择 Elliptical T3pmVl  
    B9H@e#[  
    波长选择默认默认波长 [3--(#R\}?  
    Power默认为1 watts |>JS!NM I  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm A?t%e  
    =MLcm^b  
     eK!V );  
    LED光源设定办法 $+3}po\  
    @Q/-s9b  
     AbYqf%~7`l  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） q~vDz]\G  
     OP x`u  
     fI~Xmw+}}  
    波长设定,颜色选为绿色 P}TI q#  
    cdZ~2vk  
     )l[M Q4vWW  
    功率设定（在Power units选择Watts） yzLpK;  
    h}cy D7Wn  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 'Ub g0"F(  
    KFvQ  
     H+ 0$tHi  
    创建平面探测器(plane) v(-{=*':  
    3rcKzS7  
     DJ(q 7W  
    Z<SLc,]^  
    6) 创建分析面 L.1_(3NG  
    lobGj8uxq  
    d\61; C  
     NNE<L;u  
    光线滤光器设置 Tp-l^?O-p  
    |*'cF-lp6v  
    7) 执行光线追迹 k'IYA#T6  
    S<WdZ=8sA  
    (''M{n  
    we;G]`@?  
     Ar:*oiU  
    fe_yqIdk  
    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。 r!HwXeEn/  
    -"h;uDz|z  
    +tk{"s^r*  
    8) 优化设定 ""1^k2fj  
    >b6-OFJx  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 L}}y'^(  
    2cqI[t@0  
    ,Td!|~I|j6  
    G-He" 4& $  
    )d$glI+  
    定义变量     -R%<.]fJ  
    L\&<sy"H  
    ]"1`+q6i  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） N\#MwLm  
    1Lg-.-V  
    -t2+|J*  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) HKqwE=NZ  
    e|p$d:#!  
    9) 优化 +AHUp)  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 (A?H1 9  
    h|h>u ^@  
    sm\f0P!rv  
    8}FzZ?DRy  
    `xywho%/Y  
    优化结束后会弹出如下报告 8&Oa_{1+Q  
    eOXHQjuj  
    BVr0Gk  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 dd\n8f  
    9uer(}WKT  
    10) 光线追迹与结果分析 o4%y>d)  
    C":o/;,1  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    0MkSf*  
    Mnz!nWhk  
    $zyIuJN#  
    VH(S=G5Yb  
    优化后透镜的面型如下： 8:#rA*Y  
    透镜渲染效果
    rN%F) q#  
     >2Jdq  
     
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