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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 .IJ_jt-^d  
    w}{5#   
    本文您将会学到如下内容： N4*G{g  
    透镜基本参数输入； -n0C4kZ2o  
    优化变量与评价函数设定； O+RP3ox"  
     优化； ;sch>2&ZWU  
     照度分析； !`mZ0c+  
    #oJ5k8Wy  
    2. 操作流程 Va$Pi19 O  
    QORN9SY  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 *G UAO){'  
    ^;c16  
     n8hRaNHl2  
    VtOZ%h[#  
    2) 创建透镜 j|tC@0A  
    <|?K%FP7Z  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens IHp_A  
     KQ[!o!%  
     KgW:@X7wvM  
    ~r{5`;c  
    3) 输入透镜参数 ?`[NFqv_]  
    Bb{!Yh].:A  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； T}3v(6ew4  
    P_u|-~|\  
    }CxvT`/  
    ?RzDQy D  
     M.td^l0  
    将第二面的圆锥系数改为-1 8_K6 0eXz  
    B??J@+Nf  
    4) 创建LED光源 v_<2H' *Q  
    >]=j'+]  
     k-*Mzm]kb  
    光源类型为Random plane ; RmI1`  
    光线数为10000； _73h<|0  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； A?Wk  w f  
    形状选为椭圆； P IXL6  
    gN {'UDg  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. iRi{$.pVJ  
    半径选择60度 ]xd^%q*  
    类型选择 Lambertian bw&myzs  
    形状选择 Elliptical g+PPW88P;  
    /# <pVgN  
    波长选择默认默认波长 gh6d&ucQ^  
    Power默认为1 watts k'_ P 7  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 8j1ekv  
    (5^ZlOk3  
     [_xyl e  
    LED光源设定办法 Y\v-,xPm  
    ;W:6{9m ze  
     iq*A("pU  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） X bkb5EkA  
    zhB">j8j  
     /HZumV?  
    波长设定,颜色选为绿色 V[a[i>,Z  
     BGzI  
     ]TstSF=  
    功率设定（在Power units选择Watts） mKq"3 4F  
    &W }<:WH~  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane 5.tvB  
    HEA eo!  
     Ri>?KrQF%  
    创建平面探测器(plane) $\AEWFB  
    A>.2OC+  
     TOLl@p]lU  
    #pdUJ2)yM  
    6) 创建分析面 Ml>( tec  
    7m5Co>NkuK  
    x O7IzqY  
     #~qAHJ<  
    光线滤光器设置 A\te*G0:S  
    O7aLlZdg~  
    7) 执行光线追迹 6g>)6ux>aV  
    q;AT>" =)  
    ^+?|Qfi  
    c#xP91.m  
     O_K_f+7  
    u~Tg&0V30  
    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。 [;O^[Iybf:  
    ZEbLL4n  
    `0#H]=$2h  
    8) 优化设定 Ul Mi.;/^  
    3}&ZOO   
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 &~5=K  
    >CgO<\  
    K^%-NyV  
    h[XGC =%  
    yZ}d+7T}  
    定义变量     <M[U#Q~?~e  
    Uz8hANN0_  
    Tvf~P w  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） 6!EYrX}rI[  
    FuP/tTMU1a  
    Zzd/K^gg  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) aw}+'(?8]  
    kRIB<@{  
    9) 优化 EH`0  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 :h";c"  
    zREJ#r  
    9EF~l9`'U  
    F'J [y"~_  
    ]@xL=%   
    优化结束后会弹出如下报告 :_d3//|  
    ]T{E (9  
    2f:Mm'XdB  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 T%CxvZ  
    7S2C/f  
    10) 光线追迹与结果分析 |9NIGg'n  
    DOL%'k?B  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    -4L!k'uR  
    =L 0fZf  
    , &' Y  
    Go+[uY^  
    优化后透镜的面型如下： lQt% Qx  
    透镜渲染效果
    Z^tGu7x  
     <Dw]yGK@  
     
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