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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 !9r:&n.\  
    1TjZ#yP%1  
    本文您将会学到如下内容： <qhBc:kc  
    透镜基本参数输入； ^Dr.DWi{$  
    优化变量与评价函数设定； iITp**l  
     优化； Uki9/QiX>  
     照度分析； BDe]18X  
    'L{p,  
    2. 操作流程 ]TSg!H  
    ( KTnJZ  
    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。 %jEY 3q  
    K;U39ofW  
     6z?gg3GV  
     i-W  
    2) 创建透镜 m&IsDAn  
    W J+> e+  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens z<pJYpxH  
    Km3&N  
     @u) 'yS  
    vG Vd  
    3) 输入透镜参数 3]U]?h  
    F98i*K`"  
    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； [$a<b/4  
    PJgp+u<  
    Bux'hc  
    }"zC >eX&  
     |NrrTN?>  
    将第二面的圆锥系数改为-1 phP> 3f.T  
    !QEL"iJ6M'  
    4) 创建LED光源 T&xt` |  
    }Qrab#v  
     k\N4@UK  
    光源类型为Random plane ; (][LQ6Pc  
    光线数为10000； :Q@)*kQH  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； [B^G-  
    形状选为椭圆； !e3YnlE  
    [vTMS2  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. s_eOcm  
    半径选择60度 8]< f$3.  
    类型选择 Lambertian zgKY4R{V  
    形状选择 Elliptical XM~~y~j  
    &uM^0eM  
    波长选择默认默认波长 t`|,6qEG  
    Power默认为1 watts I,O#X)O|i  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm Cca0](R*&  
    (/h5zCc/v  
     :b/jNHJU  
    LED光源设定办法 [@"wd_f{l  
    >UHa  
     t FgX\4  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） N[U9d}Zv  
    /_\W+^fE  
     D59T?B|BdD  
    波长设定,颜色选为绿色 ^J x$t/t  
    Ec]|p6a3  
     cA;js;x@  
    功率设定（在Power units选择Watts） "5!BU&   
    hu5!ev2  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane orIQ~pF#  
    1 W'F3  
     v{;7LXy0  
    创建平面探测器(plane) `UzVS>]l[+  
    =AOWeLk*G  
     <I=$ry6 8  
    Mkv|TyC  
    6) 创建分析面 x?r1s#88>  
    lDc;__}Ws  
    |M5-5)  
     7#-y-B]l  
    光线滤光器设置 z?ucIsbR  
    c[cAUsk i  
    7) 执行光线追迹 7#2j>G{?]v  
    '2^ Yw  
    F u _@!K  
    smU4jh9S  
     'Ud| Ex@A9  
    TbhH&kG)1  
    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。 d"T Ht}  
    G?hK9@ |v  
    O/OiQ^T  
    8) 优化设定 yA7 )Y})>  
    <GIwRVCU  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 F0dI/+  
    /"#4T^7&  
    `  2%6V)s  
    $3P`DJo  
    TEVI'%F  
    定义变量     ^toAw8A=@0  
    TKI$hc3|L  
    8{I"q[GZ  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） H;KDZO9W  
    e~\QE0Oe:  
    R>)MiHcCg  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) hWEnn=BW  
    h)x_zZ%>o  
    9) 优化 %|"Qi]c d  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 1B:aC|B  
    pP/@  
    &Cro2|KZhG  
    | {P|.  
    >bm|%Ou"  
    优化结束后会弹出如下报告 Tz-X o  
    {aDFK;qG.  
    ;j} yB  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 VcgBLkIF  
    :@. ;  
    10) 光线追迹与结果分析  '3 ,\@4  
    ^Udv]Wh  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    JWHS nu!  
    Ka-p& Uv1<  
    Vb4;-?s_  
    )iLM]m   
    优化后透镜的面型如下： .YcN S%  
    透镜渲染效果
    M'5 'O;kn  
     l},NcPL`  
     
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