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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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    6511
    光币
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    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2025-06-24
    1. 摘要 JLu$1A@ '  
    B%tF|KKj  
    本文您将会学到如下内容： 3"x_Y  
    透镜基本参数输入； gkr9+  
    优化变量与评价函数设定； +p%3pnj:K  
     优化； 0GUJc}fgvN  
     照度分析； ~e}JqJ(97  
    n{gEIUo#  
    2. 操作流程 {w2] Is2F  
    Rzd`MIHDp  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 qHk{5O3  
    <Z^by;d|z  
     PK+sGV  
    RBQ8+^  
    2) 创建透镜 P<vl+&*  
    ?oYO !  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Sp\TaUzg  
    q;68tEupR  
     6l\5J6x  
    }y6|H,t9  
    3) 输入透镜参数 _V"0g=&Hc  
    ]Q"T8drL  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； X /c8XLe"  
    ]^ R':YE  
    YdhV a!Y  
    .`IhxE~mN  
     Y:DopKRD  
    将第二面的圆锥系数改为-1 W]po RTJ:  
    T]\1gs41  
    4) 创建LED光源 5Cdn j  
    Kg 6J:HD49  
     &@lfr623  
    光源类型为Random plane ; ,-6Oma -  
    光线数为10000； ZXx1S?u  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； 0z/*JVka  
    形状选为椭圆； M86"J:\u]  
    /#00'(oD  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. :'T+`(  
    半径选择60度 p4P=T@:  
    类型选择 Lambertian LGhK)]:  
    形状选择 Elliptical c 4AJ`f.5  
    PSJj$bt;<+  
    波长选择默认默认波长 #aX#gh}1  
    Power默认为1 watts jG1(Oe;#  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm  vm! y2  
    [K A^+n  
     {dF@Vg_n  
    LED光源设定办法 qxI $F  
    +<Gp >c  
     ! yJ0A m>  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） 6_%Cd`4Z  
    Fn5BWV  
     2.Z#\6Vj  
    波长设定,颜色选为绿色 K9@.l~n  
    ~lV#- m*  
     9Y3"V3EZ  
    功率设定（在Power units选择Watts） k@7#8(3  
    $6n J+  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane X2V+cre  
    O\Huj=  
     @K <Onh`  
    创建平面探测器(plane) 6'r;6T *  
    5$ik|e^:y  
     $ 5"  
    WD%(RC"Q  
    6) 创建分析面 >12jUm)  
    O[ z0+Q?6Z  
    y^H5iB[SPL  
     ! \s}A7  
    光线滤光器设置 ?pIELezfK  
    _o9axBJs  
    7) 执行光线追迹 +=/j+S`  
    Dspvc  
    7@"X?uo%o  
    n1; a~0P  
     =bh: U90y  
    62ru%<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。 4 Y=0>FlY0  
    (EcP'F*;;y  
    , LwinjHA*  
    8) 优化设定 Osz=OO{  
    "3VX9{'%@  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 fBh"  
    2Rw<0.i|  
    z9 0JZA  
    J3y _JoS  
    oOprzxf"+Z  
    定义变量     `]65&hWZL  
    '|gsmO  
    N/F_,>E  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） fK:4jl-r  
    V06*qQ[  
    IiniaVuQ  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) W^09tx/I  
    /{l_tiE7  
    9) 优化 >h%>s4W  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 z$1|D{  
    #jBmWaP.  
    <U$YJtEK  
    +F NGRL  
    8{0XqE~ix=  
    优化结束后会弹出如下报告 }eSy]r[J  
    1 K}gX>F  
    & PXT$x[i  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 *Z"cXg^ti  
    \X\< +KU  
    10) 光线追迹与结果分析 D?y-Y  
    ^nZ=B>Yn2  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    * 4J!@w  
    8L:AmpQdpA  
    FrMXf,}  
    `=;}I@]zj)  
    优化后透镜的面型如下： A)~ oD_ooQ  
    透镜渲染效果
    ( !@gm)#h  
     RCfeIHL  
     
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    离线羽翊
    实习生
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    光币
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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 ;4-$C=&  
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