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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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    7301
    光币
    30646
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2025-06-24
    1. 摘要 tle`O)&uo  
    % [$HX'Y  
    本文您将会学到如下内容： 0<%$lr  
    透镜基本参数输入； Oin9lg-jR  
    优化变量与评价函数设定； 7Jlkn=9e:  
     优化； n- 2X?<_Z  
     照度分析； AI2XNSV@Yl  
    w6s[|i)&  
    2. 操作流程 N_T5sZ\  
    G[mqLI{q  
    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。 $/M-@3wro  
    <(KCiM=E$  
     5 e+j51  
    C{bxPILw  
    2) 创建透镜 {J==y;dK  
    fc+-/!v  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 1w=.vj<d8  
    vR\E;V  
     {\(G^B*\  
     57q=  
    3) 输入透镜参数 E /H%q|q  
    Rv&"h_"t  
    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； R0=f`;  
    1(Is 7  
    .u)KP*_  
    Qbv@}[f  
     v8-My1toV  
    将第二面的圆锥系数改为-1 /f[Ek5/-0  
    mEJ7e#  
    4) 创建LED光源 sa8O<Ab  
     NAD^10  
     A1p~K*[[  
    光源类型为Random plane ; i W6O9 ~  
    光线数为10000； :Tpf8  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； 9Q1%+zjjMq  
    形状选为椭圆； \$_02:#  
    X]y8-}Qf  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 1x_EAHZ>7  
    半径选择60度 M Z"V\6T]  
    类型选择 Lambertian !kSemDC  
    形状选择 Elliptical g!~SHW)l  
    b;VIR,2  
    波长选择默认默认波长 :XY%@n  
    Power默认为1 watts k)3N0]q6  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm DoczQc-U+  
    tCrEcjT-  
     XdJD"|,h  
    LED光源设定办法 =u2~=t=LV  
    ,&,%B|gT]  
     eI ( S)q  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） !U?C _  
    ;:=j{,&dl[  
     OFr"RGW"  
    波长设定,颜色选为绿色 d[?RL&hJO  
    2@MpWj4  
     =-oP,$k  
    功率设定（在Power units选择Watts） 7D<Aa?cv_l  
    +}m`$B}mJ  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane V<WWtu;3  
     C@*x  
     8(n>99 VVK  
    创建平面探测器(plane) 93n%:?l"<W  
    X}'rPz\Lu  
     QyA^9@iVs  
    Dl.< (/  
    6) 创建分析面 y" H5>  
    ^JxVs 7  
    N|mggz  
     Q.$/I+&j  
    光线滤光器设置 EJ {vJZO  
    s[7$%|~W  
    7) 执行光线追迹 pzRVX8  
    I0l3"5X a  
    kmBA  
    "d-vs t5  
     Jhj ]`$J  
    |m\7/&@<  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 T ^eD  
    S'RRe84 C  
    Z<|x6%  
    8) 优化设定 1g=T"O&=  
    -5e8m4*  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 bo/U5p  
    ?4%#myO3a  
    :JBt qpo2  
    KYkS ^v  
    \=RV?mI3?  
    定义变量     ,MHK|8!  
    ?ZTA3mV?+  
    |9i[*]  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） UK'8cz9  
    0xi2VN"X  
    6GAEQ]  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) w:I!{iX  
    -A L^  
    9) 优化 \|vo@E  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 7lYf+&JZ  
    UH&1QV  
    rLeQB p'  
    zBca$Vp  
    l^tRy_T:-  
    优化结束后会弹出如下报告 tHqa%  
    j<WsFVS  
    b$Ei>%'/";  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 $2]>{g  
    uCt?(E>  
    10) 光线追迹与结果分析 |pknaz  
    <QgpePyoN  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    !F ?j'[s8]  
    D @wIbU  
    *k&V;?x|wt  
    PXl%"O%d  
    优化后透镜的面型如下： 6*1f -IbV  
    透镜渲染效果
    lt'N{LFvc  
     lP4s"8E`h  
     
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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 {a2Gb  
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