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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
     
    发帖
    7172
    光币
    30001
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2025-06-24
    1. 摘要 pp-Ur?PM  
    !XicX9n  
    本文您将会学到如下内容： T S.lFg:K  
    透镜基本参数输入； V]8fn MH  
    优化变量与评价函数设定； $ OR>JnV  
     优化； (+U!# T]'D  
     照度分析； rm cy-}e  
    KOxD%bX_  
    2. 操作流程 [WK_Vh{  
    V:+}]"yJ,  
    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。 -OHG1"/  
    J'7Oxjlg  
     +`4|,K7'  
    C&SYmYj^c  
    2) 创建透镜 r({(;  
    GphG/C (  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 9X(bByEO  
    YnMph0\Y^  
     x=Ru@nK;  
    6lhVwgy3A  
    3) 输入透镜参数 }6KL   
    h>n;A>k@N  
    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； [Cs2H8=#  
    a[u8x mH  
    2D!'7ZD  
    V*AG0@& !  
     I;`V*/s8"  
    将第二面的圆锥系数改为-1 B845BSmh  
    %_u3Np  
    4) 创建LED光源 LY|h*a6Ym  
    x}roPhZ  
     *= D$  
    光源类型为Random plane ; kz&)a>aA  
    光线数为10000； pUPb+:^R  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； YcGqT2oLP  
    形状选为椭圆； "L ,FUo^&  
    tSm|U<  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. $'&5gFr9  
    半径选择60度 T#( s2  
    类型选择 Lambertian 7e40 }n  
    形状选择 Elliptical ctCfLlK  
    ^fx9R 5E$:  
    波长选择默认默认波长 Ve=0_GR0  
    Power默认为1 watts ;6]+/e7O  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm z><JbSE?  
     RFZrcM  
     mg;qG@?  
    LED光源设定办法 _W!g'HP-D  
    ="u(o(j"  
     Pc$<Cv|vz  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） KomF)KQ2r  
    p#?1l/f"  
     9LFg":  
    波长设定,颜色选为绿色 J#D!J8KP7  
    L*5&hPU  
     tf/ f-S  
    功率设定（在Power units选择Watts） KavRW.w  
    ~MXPiZG?  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane R#r?<Ofw4  
    S`R ( _eD@  
     jf})"fz-*  
    创建平面探测器(plane) -1< }_*  
    ~U^0z|.  
     "'PDreS  
    _2TIan}  
    6) 创建分析面 BBp Hp  
    eAl&[_o|S  
    @z2RMEC~  
     H,uOshR  
    光线滤光器设置 2=#O4k.@  
    NZD X93  
    7) 执行光线追迹 _h.[I8xgYG  
    MVTU$ 65  
    E7*]t_p"  
    SKYS6b  
     ypml22)kz  
    ]];7ozS)X  
    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。 U %KoG-#  
    `j<'*v zo  
    L$jRg  
    8) 优化设定 MBa/-fD  
    K_My4>~Il  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 .t["kaA  
    KcSvf;sx  
    ^i\zMMR  
    mB!81%f%|  
    ;z[yNW8  
    定义变量     is`a_{5e=  
    K|s+5>]W/[  
    i=SX_#b^  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） c s hZR(b  
    ;id  
    ZLO _5#<  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) hup]Jk  
    ,>Yz1P)L  
    9) 优化 iPs()IN.O  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 6b)1B\p  
    kDm=Cjxv  
    D9Q%*DLd$_  
    @4&sL](q  
    #_H=pNWe  
    优化结束后会弹出如下报告 air{1="<-  
    KRz\ct|  
    aUJ&  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 yCQpqh  
    *Fq Nzly  
    10) 光线追迹与结果分析 KJ~f ~2;  
    gzuM>lf*{  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    z?cRsqf  
    HM<V$ R  
    j7i[z>:Y  
    *ZY{^f  
    优化后透镜的面型如下： 6vmkDL8{A8  
    透镜渲染效果
    m(&ZNZK  
     O[-wm;_(=*  
     
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    离线羽翊
    实习生
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    光币
    8
    光券
    0
    只看该作者 1楼 发表于: 2025-12-26
    好文，学习了 8)sqj=  
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