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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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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 06-24
    1. 摘要 Bn4wr  
    0x Er`]]U  
    本文您将会学到如下内容： xlP0?Y1Bl  
    透镜基本参数输入； 1_=I\zx(  
    优化变量与评价函数设定； _spW~"|G  
     优化； {%&!x;%  
     照度分析； B - 1Kfc  
    _{ Np _ (g  
    2. 操作流程 N 4!18{/2  
    \ cr)O^&  
    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。 "Dt: 8Nf^  
    BwJL)$D<S  
     )8JfBzR  
    ]YciLc(  
    2) 创建透镜 ?!Wh ^su-  
    gb^<6BYUG  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens v;WfcpWq2  
    JeXA*U#  
     ty>9i]Y-  
    \dHdL\f  
    3) 输入透镜参数 ,Qh9}I7;C  
    hU~up a<dD  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； uBUT84i  
    @UK%l :L  
    ]=%oBxWAP  
    :#zVF[Y(2  
     1G}\IK1+  
    将第二面的圆锥系数改为-1 &-c{  
    (R|_6[zy  
    4) 创建LED光源  84g8$~M  
    X 2Zp @q(  
     *km!<L7Y  
    光源类型为Random plane ; cl{kCSZo.z  
    光线数为10000； r @URs;O=  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； 9}|t`V"  
    形状选为椭圆； 0 /)OAw"m  
    -\[&<o@/D  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. 2~ y<l  
    半径选择60度 "+Kp8n6  
    类型选择 Lambertian [NU@A>H  
    形状选择 Elliptical 7csMk5NU'<  
     5?34<B  
    波长选择默认默认波长 mcb|N_#n/  
    Power默认为1 watts A5IW[Gu!  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm \ ^3cNw  
    Vwpy/5Hmp  
     [+wLy3_  
    LED光源设定办法 ,KaO8^PB  
    7Ml OBPh  
     5,#aN}v#?  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） b ~C^cM  
    k0IztFyj:R  
     G\B:iyKl  
    波长设定,颜色选为绿色 ehV}}1>O  
    D}/nE>*  
     n%d7`?tm4  
    功率设定（在Power units选择Watts） S^7u`-  
    |H'wDw8  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane Kwo0%2Onkd  
    Is(ZVI  
     :+v4,=fHy  
    创建平面探测器(plane) :OD-L)Or  
    l:14uWu|  
     jMP;$w  
    ,xg(F0q  
    6) 创建分析面 -cB>; f)5r  
    DoFF<LXBt  
    '"9Wt@ .  
     O6b.oS '-  
    光线滤光器设置 .GiQC {@9w  
    p&lT! 5P!A  
    7) 执行光线追迹 `C)|}qcC  
    feT.d +Fd  
    _53N uEM1  
    y:VY8a 4  
     ^o[(F<q  
    xP5Z -eL  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 !U~S7h}  
    wT&P].5n  
    RX ,c4;  
    8) 优化设定 nq*D91Q  
    hOr4C4  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 BUU ) Sz  
    "[2D&\$  
    xX\A& 9m  
    S!g0J}.z  
    HC RmW'  
    定义变量     g*$yUt  
    ?#J;\^  
    o(Q='kK  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） : G0^t  
    mO @Sl(9  
    SAUG+{Uq  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) 'ExTnv ~  
     m8z414o  
    9) 优化 [OwrIL  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 T#=&oy7  
    `YK%I8  
    ^e:rRk7 &  
    ? W2W y\  
    csms8J  
    优化结束后会弹出如下报告 1l+j^Dt'[  
    kg()C%#u  
    j?s+#t  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 i&zJwUr(<  
    h 7*#;j  
    10) 光线追迹与结果分析 \:_!!   
    Q) Y&h'.(  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    Y[`%j\=  
    \j~LxV  
    d<>jhp5el  
    =d1R9O  
    优化后透镜的面型如下： i`vgD<}  
    透镜渲染效果
    1/ vcj~|)t  
     Z=y^9]  
     
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