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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: 13小时前
    1. 摘要 )HPt(Ck  
    u,]?_bK)  
    本文您将会学到如下内容： qY^OO~[  
    透镜基本参数输入； #=~n>qn]  
    优化变量与评价函数设定； !RX7TYf  
     优化； &j4 1<A  
     照度分析； !j"r}c`  
    tbbZGyg5b  
    2. 操作流程  \*5`@>_  
    tPDd~fOk  
    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。 bUR; d78  
    sxac( L  
     fTn  
     "u#T0  
    2) 创建透镜 &p/ ^A[  
    N_#QS}H  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens mIJYe&t7)  
    .Sz<%d7XIQ  
     ZbS* zKEW  
    ko-:) z  
    3) 输入透镜参数 E_t ^osY&  
    :Taequk  
    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； |7 .WP;1  
    ~0S_S+e  
    GwHp@_>  
    0FL PZaRP  
     ^SdorPOq&  
    将第二面的圆锥系数改为-1 lO?dI=}]  
    r!DUsE  
    4) 创建LED光源 2(5HPRQ  
    ;xp^F KP  
     J<[Hw g  
    光源类型为Random plane ; Tnw0S8M  
    光线数为10000； Iu<RwB[#Q  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； Ni"M.O);t  
    形状选为椭圆； )vO?d~x|  
    _*(n2'2B  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. >5,nB<  
    半径选择60度 :i;iSrKy  
    类型选择 Lambertian q-3,p.  
    形状选择 Elliptical ^Q)&lxlxpx  
    ^ +e5 M1U=  
    波长选择默认默认波长 :BIgrz"Jz  
    Power默认为1 watts f$\gm+&hXE  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm l!6^xMhYk  
    #x) lN  
     ;>#YOxPl  
    LED光源设定办法 )U>JFgpIW  
    HY (|31  
     a!n |/9 6  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） S"*M9*8  
    JYE[ 1M  
     o;d><  
    波长设定,颜色选为绿色 zOV.cI6fZz  
    &W'X3!Te  
     zjuU*$A4  
    功率设定（在Power units选择Watts） @vy {Q7aM  
    h5vvizruy  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 'a}<|Et.  
    WH@CH4WM  
     _trF/U<  
    创建平面探测器(plane) 4 w$f-   
    Q db~I#}m'  
     3,x|w  
    H)eecH$K  
    6) 创建分析面 #n9:8BKf  
    :Adx7!6  
    /FP;Hsw%  
     )QeXA )  
    光线滤光器设置 y;M}I8W[  
    > 4c7r~\k  
    7) 执行光线追迹 9e`.H0  
    H%}ro.u  
    HAkEJgV  
    =vqy5y  
     |U~m8e&:  
    !uoQLiH+  
    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。 n!nXM  
    'G6M:IXno  
    # p?7{"Ep  
    8) 优化设定 S 54N  
    LF2@qvwD  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 2HxT+|~d6  
    |zJxR_)  
    \.@fAgv  
    *5kQ6#l  
    M9 _G  
    定义变量     W .B>"u  
    P|:*OM p  
    Aqc Cb[1r  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） GT -(r+u  
    Ezvm5~<  
    'aq9]D_k  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) n$jOk |W  
    zK*zT$<l  
    9) 优化 2 /rDi  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 5tSR2gG#K,  
    AGH7z  
    d]kP@flOV  
    \`nRgY SE  
    )]\?Yyg]  
    优化结束后会弹出如下报告 5|4=uoA<  
    } Fw/WD  
    +PCsp'D d  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 1l8kuwH  
    4 ^=qc99  
    10) 光线追迹与结果分析 Ps0 g  
    SkmLX@:(  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    GaD]qeS-K  
    JTK0#+?  
    lzKJy  
    ]m>N!Iu  
    优化后透镜的面型如下： &8l4A=l$  
    透镜渲染效果
    ?gq',F FDq  
     <Z$r\Huf  
     
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