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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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    在线infotek
    科学家
     
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    7093
    光币
    29606
    光券
    0
    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2025-06-24
    1. 摘要 aN';_tGvK  
    wsj5;(f+  
    本文您将会学到如下内容： /S9n!H:MT  
    透镜基本参数输入； sUZ2A1J}  
    优化变量与评价函数设定； LAGg(:3f3  
     优化； Q) iN_|  
     照度分析； n>YgL}YZ?  
    6Z-[-0o+g  
    2. 操作流程 -AXMT3p=1  
    ?Hbi[YD  
    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。 w69G6G(  
    m@yx6[E#  
     .VkLF6  
    ^ lG^.  
    2) 创建透镜 YVO~0bX:  
    { /Gm|*e{  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens (Li)@Cn%  
    KA."[dVa  
     RohD.`D  
    D[(T--LLT  
    3) 输入透镜参数 ROj=XM:+  
    Ifj%"RI  
    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； {#l@9r%  
    gWy2E;"a  
    TZ:dY x  
    >H?~2O  
     NTSKmCvQG  
    将第二面的圆锥系数改为-1 %/wfYRp*  
    yF1^/y!@  
    4) 创建LED光源 [,qb) &_  
    j*jq2u  
     5G#K)s(QC  
    光源类型为Random plane ; 8;P_KRaE  
    光线数为10000； I`}x9t  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； =_d-MJy~6  
    形状选为椭圆； !7anJl  
    |y2cI,&   
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. .w)T2(  
    半径选择60度 ] I0(_e|z}  
    类型选择 Lambertian  \4&FW|mx  
    形状选择 Elliptical LWP&Si*j  
    [>f4&yY  
    波长选择默认默认波长 3WF6bJN  
    Power默认为1 watts E %> ){Y)  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm FZtILlw  
    |y7#D9m  
     (?zZvW8  
    LED光源设定办法 )IZ~!N|-w  
    veGRwir  
     ZBfB4<M9xS  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） Gex%~';+q  
    -\=kd {*B  
     ;hp?wb  
    波长设定,颜色选为绿色 >a1 ovKF  
    +Pm }_"GU  
     } g[(h=Qi  
    功率设定（在Power units选择Watts） [KjL`  
    Oo 95\Yf$N  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane s&*s9F  
    kzb1iBe 6m  
     Fh$Xcz~i  
    创建平面探测器(plane) cX/ ["AM  
    ^aO\WKkA  
     WD5ulm?91|  
    : S |)  
    6) 创建分析面 >|So`C3:e  
    {pNf& '  
    K|LS VN?K  
     rhe;j//`  
    光线滤光器设置 tmI2BBv  
    S}cm.,/w  
    7) 执行光线追迹 *QpKeI  
    675x/0}GO  
    Ju7nvxC  
    JR j%d&^}  
     MM%c   
    `Z0#IeX=  
    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。 f i3<  
    )v67wn*1A  
    AyMMr_q  
    8) 优化设定 ,fwN_+5  
    xl$#00|y  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 B[0XzV]Z  
    K-nf@o+  
    PDcZno?  
    It@ak6u?  
    Mb(aI!;A  
    定义变量     z_p/.kQ'5  
    NwdA@"YQ|  
    w(9.{zF|vQ  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） u F T&r|  
    ]S~Z8T-[  
    YFCP'J"Z  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) &V&0kp@+  
    #`mo5  
    9) 优化 rs R0V+(W  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 [$Ld>`3  
    v&B*InR?+  
    6 /Apdn1[  
    #U NTD4   
    D/Y.'P:j  
    优化结束后会弹出如下报告  (Ia}]q  
    <;.Zms${@  
    HhaUC?JtSK  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 $3sS&i<  
    Q+[e)YO)  
    10) 光线追迹与结果分析 tw]RH(g+#  
    |wZ8O}O{E  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    v3+ \A q   
    3I?? K)Yl  
    {@9y%lmrh  
    H\2+cAFN#  
    优化后透镜的面型如下： _Va!Ky =]  
    透镜渲染效果
    5[M?O4mi  
     pI |;  
     
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    离线羽翊
    实习生
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    11
    光币
    8
    光券
    0
    只看该作者 1楼 发表于: 2025-12-26
    好文，学习了 ky#d`   
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