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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 de ](l687I  
    m5d;lrk@&/  
    本文您将会学到如下内容： 7%w4?Nv3I  
    透镜基本参数输入； 3*arW|Xm  
    优化变量与评价函数设定； M>I}^Zp!  
     优化； C!Tl?>Tt  
     照度分析； SH}O?d\Q:  
    b|fq63ar;  
    2. 操作流程 g]d"d  
    L YH9P-5H  
    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。 * rs_k/2(  
    'Y"q=@Ei9  
     QT-rb~  
    6'wP?=  
    2) 创建透镜 *2@ q=R-1  
    T\c dtjk  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens `pcjOM8u  
    @[JQCQ#r  
     9Xm"kVqd/  
    s@3!G+ -}  
    3) 输入透镜参数 <w,aS;v6jp  
    N$=<6eQm  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； C2`END;  
    7CQ48LH]  
    TUk1h\.q  
    '-v~HwC+/T  
     aMj3ov8p  
    将第二面的圆锥系数改为-1 f'%}{l: ss  
    Y@.:U*  
    4) 创建LED光源 t~bjDV^`  
    m$O@+;>l  
     (cCB3n\20  
    光源类型为Random plane ; beIEy(rA  
    光线数为10000； ?SQT;C3j(  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； fitm*  
    形状选为椭圆； da 2BQ;  
    bo@1c0  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. {(aJrSE<z  
    半径选择60度 Crey}A/N  
    类型选择 Lambertian )T2Sw z/  
    形状选择 Elliptical N:&Gv'`  
    8`*`4m  
    波长选择默认默认波长 u|w[ b9^r  
    Power默认为1 watts "dkvk7zCP  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm  kU#$  
    &i!.6M2  
     ]*v%(IGK  
    LED光源设定办法 %_/_klxnO  
    $T*kpUXH}  
     CP={|]>+S  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） 61wGIN2,  
    A).wjd(_,  
     US Q{o  
    波长设定,颜色选为绿色 w1iQ#.4K_  
    `@Qq<T}V  
     >B3_P4pW9  
    功率设定（在Power units选择Watts） a Fl(K\  
    wRWN]Vo  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane E7 7Au;TL  
    *d)B4qG  
     wtRAq/  
    创建平面探测器(plane) 3:76x  
    DuCq16'0T  
     1o.]"~0:  
    \bfNki  
    6) 创建分析面 :]?I|.a  
    EpPKo  
     H'2pmwk  
     i5:fn@&  
    光线滤光器设置 m}8c.OJ>K`  
    QhN5t/Hr  
    7) 执行光线追迹 C/lp Se  
    ek3/`]V:  
    J/ 4kS<c  
    XFH7jHnL+U  
     \GBv@  
    B(E+2;!QF  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 *n}{ )Ef  
    tX6n~NJ$  
    ?|{P]i?)'  
    8) 优化设定 I)n%aTfo8  
    %}2 s74D*Z  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 w 8T#~Dc  
    $S3C_..  
    z${DW@o3  
    [?_^Cy  
    gh3_})8c  
    定义变量     @7.Ews5Mke  
    0riTav8  
    8*6U4R  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） .y|*  
    EtKy?]i  
    F d *p3a  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) /_>S0  
    a$"3T  
    9) 优化 Un@dWf6'  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 5_0Eh!sx  
    Np+<)q2  
    E%2]c?N5  
    qy/xJ>:  
    kp LDK81I  
    优化结束后会弹出如下报告 +<&_1% 5+  
    `Z0FQ( r_  
    <U$x')W  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 1Sx2c  
    bRfac/:}  
    10) 光线追迹与结果分析 UM3}7|  
    ?7*.S Lt  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    k_/*> lIZY  
    =YOq0  
    PFu{OJg&  
    }k~ih?E^s  
    优化后透镜的面型如下： )pbsvR_  
    透镜渲染效果
    ACctyGd  
     e?,n>  
     
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