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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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    7172
    光币
    30001
    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2025-06-24
    1. 摘要 Jf:,y~mV  
    OySy6IN]q  
    本文您将会学到如下内容： v7trr W}  
    透镜基本参数输入； iO!6}yJ*V  
    优化变量与评价函数设定； i}TwOy<4s  
     优化； ]*%+H|l  
     照度分析； Em13dem  
    t~K%.|'0  
    2. 操作流程 Jd 3@cLCe-  
    PfW|77  
    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。 j?(!^ _!m  
    6k])KlJ2;  
     U;xF#e  
    s[3fqdLP&  
    2) 创建透镜 ySdN;d:q  
    j!#O G  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens >tRHNB_  
    Sm3u/w!  
     {LE&ylE  
    xc'vS>&  
    3) 输入透镜参数 ;Fl<v@9  
    X=p"5hhfn  
    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； &hZwZgV +3  
    O ++/ry%k  
    yOHXY&  
    oJ;rc{n-  
     z YDK $  
    将第二面的圆锥系数改为-1 rjojG59U>  
    V+B71\x<  
    4) 创建LED光源 &d$~6'x*  
    =_=*OEgO]  
     Ya4?{2h@+  
    光源类型为Random plane ; eG] a zt  
    光线数为10000； R"6;NPeo  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； ahIE;Y\j'  
    形状选为椭圆； QocQowz  
    X:q_c=X  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ['Z{@9  
    半径选择60度 h_ ! >yK  
    类型选择 Lambertian ^)\+l%M  
    形状选择 Elliptical [e"RTTRfZ  
    #1Z7&#R/  
    波长选择默认默认波长 VQ |^   
    Power默认为1 watts F&@|M(  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm o42`z>~  
    +g\;bLT  
     ubGs/Vzye  
    LED光源设定办法 2cnj@E:5l  
    snMQ"ju  
     L$JI43HZ  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） v}`1)BUeF  
    Di.;<v#FL  
     G=$}5; t  
    波长设定,颜色选为绿色 YOw?'+8  
    %x2b0L\g  
     {e9Y !oFg  
    功率设定（在Power units选择Watts） `jW 4H$D  
    HF4Lqh'oco  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane TA)LPBG  
    $%He$t  
     _Y#Bm/*  
    创建平面探测器(plane) d.\PS9l  
    f)Y  
     qX@9N=g`#O  
    1ih*gJPpj  
    6) 创建分析面 BJIQ zn3  
    IK?]PmN4}  
    _;G=G5r  
     3j&B(aLy  
    光线滤光器设置 |Ylg$?,9*  
    0M\NS$u(Y  
    7) 执行光线追迹 kIM C~Z  
    r<_2qICgP  
    b`]M|C [5  
    ay[ZsQC  
     PW^ 8;[\QP  
    5&(3A|P2  
    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。 Sh$U-ch@  
    xMsGs  
    (6-y+ LG  
    8) 优化设定 Z:^3Fm->+  
    A\g%  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 vzy!3Hiw  
    Y-~;E3(  
    }} #be  
    ^H'kHl'F  
    "G kI5!  
    定义变量     |D(&w+(  
    J";=d4Sd  
    O\JD,w  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） cuMc*i$w!  
    4tnjXP8  
    :p$EiR  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) WVkG 2  
    &%:*\_2s  
    9) 优化 -fQX4'3R  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 3.~h6r5-  
    x Ty7lfSe  
    N1s.3`  
    #'iPDRYy  
    khS/'b  
    优化结束后会弹出如下报告 `$f2eB&   
    iP,v=pS6  
    4JSZ0:O  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 S|) J{~QH  
    t .L4%1OF  
    10) 光线追迹与结果分析 \Nyr=<c  
    QA!#s\  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    6~3jn+K$1  
    $>(9~Yh0  
    Mb~~A5  
    ~R$[n.Vpk  
    优化后透镜的面型如下： ik1XGFy?  
    透镜渲染效果
    *{Yi}d@h(  
     <oZ(ng@X  
     
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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 Fdr*xHx$P  
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