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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: 06-24
    1. 摘要 a N_M  
    G;`+MgJ)  
    本文您将会学到如下内容： hXZk$a'  
    透镜基本参数输入； m[%&K W(  
    优化变量与评价函数设定； nww,y  
     优化； 7TlOF  
     照度分析； a^|mF# z  
    9D-PmSnv  
    2. 操作流程 ])vM# f  
    z!?xz  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 [?_^Cy  
    5Vf#(r f  
     7!z0)Ai_>=  
    td{$ c6  
    2) 创建透镜 n{=vP`V_  
    2gukK8R$  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 9Yd<_B#  
    KN_3]-+B  
     {ge^&l  
    G4]T  
    3) 输入透镜参数 qK,rT*5=  
    yP6^& 'I+  
    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； kwWDGA?zFB  
    mM!Gomp  
    -I '#G D>  
    UJ n3sZ<}  
     lfK sqe"  
    将第二面的圆锥系数改为-1 9K~X}]u  
    "! m6U#^  
    4) 创建LED光源 !w{4FE74  
    G[@RZ~o4  
     d3<7t  
    光源类型为Random plane ; 5{L~e>oS9  
    光线数为10000； KZ>cfv-&a  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； 0EKi?vP@y7  
    形状选为椭圆； 2V:`':  
    #;z;8q  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. $mgW|TBXCQ  
    半径选择60度 ^|hlY ]Ev  
    类型选择 Lambertian 58V`I5_  
    形状选择 Elliptical 4hz T4!15  
    Y;-$w|&P>  
    波长选择默认默认波长 +Hgil  
    Power默认为1 watts g1Ed:V]_  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm lK 5@qG#  
    i}[cq_wJ  
     gNUYHNzDM(  
    LED光源设定办法 _(l?gj  
    tp*.'p-SI  
     nl5A{ s  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） xhK8Q  
    X6 *4IE  
     X|y(B%:  
    波长设定,颜色选为绿色 G5vp(%j  
    ct`j7[  
     r2yJ{j&s  
    功率设定（在Power units选择Watts） n+MWny  
    Ql"kJ_F!br  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane oq${}n<  
    `,QcOkvbC  
     KW-GVe%8f  
    创建平面探测器(plane)  |W_;L6)  
    2,aH1Xbex  
     'HKDGQl`  
    @GUlw[vi  
    6) 创建分析面 ;`Nh@*_  
    ckGmwYP9  
    HxSq &j*F  
     G?kK:eV  
    光线滤光器设置 @@JyCUd  
    ^G|* =~_  
    7) 执行光线追迹 (Zg'])  
    L"bZ~'y  
    b:Z&;A|"{  
    wg%g(FO  
     J0V`sK  
    v5>A1\  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散，那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 {ETM >  
    HS[($  
    ]Hp>~Zvbb  
    8) 优化设定 p8Z?R^$9H  
    <O5WY37"q  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 o?Aj6fNY?  
    jc!m; U t  
    ^/_Yk.w  
    F~q(@.b  
    Ve2{;`t  
    定义变量     Q$uv \h;  
    j$K*R."  
    ]{oZn5F  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） (+c1.h  
    [\AOr`7  
    fuzB;Ea  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) h5SJVa  
    l+[:Cni  
    9) 优化 x-"8V(  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 %x N${4)6  
    T'9ZR,{F  
    Y=p!xr>  
    >))CXGE  
    3/>7b (  
    优化结束后会弹出如下报告 y~fKLIoz"  
    As<B8e]  
    >!6|yk`GJ  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 lDTHK2f  
    s bj/d~$N  
    10) 光线追迹与结果分析 TP"cEfs x  
    AH|gI2  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    CJ* D  
    HcgvlFb  
    @^xtxtjzux  
    VGmvfhf#"  
    优化后透镜的面型如下： <%HRs>4  
    透镜渲染效果
    &E_a0*)e  
     $#q`Y+;L2  
     
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