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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 Ex3woT-  
    %?jf.p*kY  
    本文您将会学到如下内容： `fyAV@X  
    透镜基本参数输入； U_No/$ b  
    优化变量与评价函数设定； ?da3Azp  
     优化； kn\>ZgU  
     照度分析； (tvh9 o  
    r "R\  
    2. 操作流程 7SCI_8`  
    sh1()vT  
    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。 8h97~$7)  
    :*1w;>o)n  
     =F4}  
    |sh  U  
    2) 创建透镜 Tx(R3B+u7  
    9D,& )6  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens hj4Rr(T  
    \bfHGo=  
     W#!\.m`5  
    o[ 6hUX0tN  
    3) 输入透镜参数 *)<tyIHd  
    /L.a:Er$  
    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； [>;O'>  
    p98lu'?@  
    hd\#Vh(H  
    fVM%.`  
     LsXYvX  
    将第二面的圆锥系数改为-1 d:D2[  
    C6n4OU  
    4) 创建LED光源 ;Yj}9[p;T  
    vF,l?cU~  
     T*IudxW  
    光源类型为Random plane ; zkMQ= ,[  
    光线数为10000； r2G<::<zL  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； #lO;G k{  
    形状选为椭圆； g:Dg?_o  
    $sJn: 8z  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. &a`-NRU#  
    半径选择60度 9c6=[3)V  
    类型选择 Lambertian 1 f=L8Dr  
    形状选择 Elliptical *s^5 BLI9  
    v!,O7XGH~  
    波长选择默认默认波长 -cKR15  
    Power默认为1 watts F!xK#~e   
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 4Qv|Z+$i  
    !o@-kl  
     YblRwic  
    LED光源设定办法 1jL?z6S  
    k=@Q#=;*[W  
     n'ro5D  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） g=pDC+  
    J0#% *B  
     0pR04"`;  
    波长设定,颜色选为绿色 _5zR!|\^  
    r (uM$R$o  
     ~K[rQ  
    功率设定（在Power units选择Watts） Cn,jLy  
    ct  ZW7  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 9K49<u0O  
    $H#&.IjY  
     vl#/8]0!  
    创建平面探测器(plane) ;[xDc>&("Q  
    +,MzD'(D  
     R9W(MLe58  
    eYagI  
    6) 创建分析面 *f(}@U  
    8{ep`$(K@  
    F JzjS;  
     C.@zVt  
    光线滤光器设置 /eI38>v  
    ESO(~X+  
    7) 执行光线追迹 982$d<0%  
    68y.yX[  
    \R<yja  
    $d"6y  
     Xm*Dh#H  
    WV8<gx`Q  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 9J?j2!D  
    #zXDh3%]a  
    \z_@.Jw{  
    8) 优化设定 ;7hf'k  
    PQfx0n,  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 L]p:gI{m  
    4QDW}5xB  
    mz#(\p=T  
    &~k/G  
    tSg#2  
    定义变量     +@!9&5S A  
    34oC285yc  
    H P7Ec  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） vH?/YhH|  
    %|;^[^7+}t  
    U'\\(m|  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) 0nv3JX^l]  
     "u%$`*  
    9) 优化 d`:0kOF+  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 'C[gcp  
    vOqYt42  
    p* ^O 8o  
    @<};Bo'  
    HloP NE&}  
    优化结束后会弹出如下报告 cJqPcCq(wn  
    bDr'W   
    %o?fE4o'  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 -<|E bh d3  
    p0@iGyd  
    10) 光线追迹与结果分析 %TLAn[LW(  
    i}q6^;uTF  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    uZqo"  
    >6aCBS?2  
    {L8SD U{P  
    ]AN)M>  
    优化后透镜的面型如下： m, *f6g  
    透镜渲染效果
    vbSz&+52;  
     6!bf,T]  
     
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