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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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    在线infotek
    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2025-06-24
    1. 摘要 sJ5Ws%q  
    o'Kl+gw4  
    本文您将会学到如下内容： LV`tnt's  
    透镜基本参数输入； 9UE)4*5  
    优化变量与评价函数设定； }^zsN`  
     优化； X@H/"B%u2  
     照度分析； R 9b0D>Lxt  
    W9/HM!  
    2. 操作流程 `xF^9;5mi  
    *`~]XM@H  
    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。 eizni\  
    s|9[=JMG  
     \<W/Z.}/  
    Ln"D .gpq  
    2) 创建透镜 W>y &  
    Rh#QPYPq  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens ;U]Ym48  
    B*AB@  
     D2 X~tl5<  
    K2!GpGZu  
    3) 输入透镜参数 %ZM"c  
    J *;= f8  
    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； pI1IDu*_Z  
    G?<uw RV  
    H_>9'(  
    X|dlVNL8p  
     QyD(@MFxb  
    将第二面的圆锥系数改为-1 (DY&{vudF  
    T$*#q('1"}  
    4) 创建LED光源 @!p0<&R@x  
    L*(`c cU  
     g<g$c<sm  
    光源类型为Random plane ; 3#N`n |UgC  
    光线数为10000； UOn:@Qn  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； aI_[h v  
    形状选为椭圆； *NCkC ~4  
    dry>TXG*  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. KtD XB>  
    半径选择60度 L'u*WHj|v  
    类型选择 Lambertian k c /"  
    形状选择 Elliptical @wcrtf~{)&  
    Nj=0bg"Qg5  
    波长选择默认默认波长 U88gJ[$  
    Power默认为1 watts TW-^C ;  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm -S7i':  
    bi[g4,`Z;  
     Q PrP3DK  
    LED光源设定办法 TGHyBPJb  
    W<>R;~)  
     2B b,ZC*  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） A$70!5*  
    QB ; jZpF  
     PwU<RKAE  
    波长设定,颜色选为绿色 >f70-D28  
    5QP`2I_n  
     mwO9`AU;  
    功率设定（在Power units选择Watts） pU1miA '  
    {$Z S 2 7  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane }U|0F#0$  
    Q'rgh+6  
     V I]~uTV  
    创建平面探测器(plane) =rA]kGx  
    {LBL8sG  
     g[ N3jt@  
    ^ddC a  
    6) 创建分析面 ~DP5Qi  
    2`J#)f|  
    ai"N;1/1O|  
     iLQ;`/j  
    光线滤光器设置 )v\ A8)[  
    Rk#p zD  
    7) 执行光线追迹 i?861Hu  
    m-]F]c=)w<  
    ~d-Q3n?zR  
    9r> iP L2H  
     'LYN{  
    |? rO  
    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。 !m8T< LtMl  
    kn+@)3W:*  
    'EC0|IT)c  
    8) 优化设定 |lN=q44I  
    ? (M$r\\  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 Y>x3`f]  
    oiOu169]  
    vI]V@i l  
    Vi#[k n'  
    NIHcX6Nw  
    定义变量     A3|2;4t  
    WO$8j2!~#  
    sl`?9-_[  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） g){gF(   
    0-p %.}GE  
    2 SU  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) `>=@Kc  
    r,q.RWuII  
    9) 优化 a:s$[+'Y  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 5 %+epzy  
    !-t"}^)  
    f#-\*  
    ?*6Q ;.f<  
    *ZIX76y<!A  
    优化结束后会弹出如下报告 Nz:p(X!  
    !QC ErE;r  
    !Wj`U$];  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 /#j)GlNp:  
    xl Q]"sm1  
    10) 光线追迹与结果分析 j Q8 T  
    u Yc}eMb  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    @2`nBtk  
    %vbov}R  
    &3SmTg %  
    z\YLO%Mm  
    优化后透镜的面型如下： 5Rp mR  
    透镜渲染效果
    }"[/BT5t  
     $01~G?:]`  
     
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    离线羽翊
    实习生
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    光券
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    只看该作者 1楼 发表于: 2025-12-26
    好文，学习了 >_$_fB  
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