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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 6小时前
    1. 摘要 WiFZY*iu5  
    )==Qo/N:  
    本文您将会学到如下内容： !De U8.%  
    透镜基本参数输入； #}xPOz7:  
    优化变量与评价函数设定； L'a>D  
     优化； a!:R_P}7  
     照度分析； g")pvK[e  
    ;+Mr|vweTC  
    2. 操作流程 ~q{QquYV  
    h3;RVtS  
    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。 bM $WU?Z  
    e{0O "Jd`  
     k)JwCt.%  
    k? =_p6>  
    2) 创建透镜 WI54xu1M  
    (rSBzM]H  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens Dz+R Q`Vn  
    %$F\o1S  
     J+*n}He,  
    m ,TYF  
    3) 输入透镜参数 dH0wVI<z  
    FBrJVaF  
    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； S]biN]+7s  
    '8fL)Zk  
    HO;,Ya^l  
    i%9xt1c_  
     ~ *P9_<  
    将第二面的圆锥系数改为-1 cin3)lm  
    +K[H! fD  
    4) 创建LED光源 +IfU 5&5<  
    )nUTux0K\  
     U+g<lgH1J  
    光源类型为Random plane ; 3/2G~$C  
    光线数为10000； 7 *HBb-  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； *5;#+%A  
    形状选为椭圆； GZ/vUe  
    +)TOcxF%  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. I`EgR?5 `  
    半径选择60度 XJi^gT N  
    类型选择 Lambertian O.+X,CQG*  
    形状选择 Elliptical gNzamorv[  
    6o ]X.plr  
    波长选择默认默认波长 I?i,21:5  
    Power默认为1 watts )NS& 1$  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm )wz3 m L  
    yS(tF`H[  
     yn-TN_/Y,  
    LED光源设定办法 JD$;6Jv3P  
    _M7NL^B&  
     VcR(9~  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） w97B)Kn6  
    Po82nKAh  
     n+uDg  
    波长设定,颜色选为绿色 4';(\42  
    o9uir"=  
     j#E&u*IR  
    功率设定（在Power units选择Watts） `=cOTn52  
    ;]Bkw6 o  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane :u>9H{a  
    En/EQ\T@F  
     Og~3eL[1%C  
    创建平面探测器(plane) Q@/358.LA  
    DnW*q/=w  
     Qape DU;  
    Acib<Mi2!-  
    6) 创建分析面 )s4a<S c]  
    " )_-L8  
    ~!{y3thZ  
     'VTLp.~G~  
    光线滤光器设置 z wJ Vi9sO  
    ON<X1eU  
    7) 执行光线追迹 _l;$<]re\k  
    JgY#W1>  
    L@HWm;aN  
     @Iy&Qo  
     csay\Q{  
    OwM.N+ z#T  
    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。 Cn>RUGoUsI  
    !%4&O  
    ESAFsJ$r;  
    8) 优化设定 R3=]Av46  
    VDP \E<3"  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 WMLsKoby  
    i+HHOT  
    "~&d= f0m  
     9> k-";  
    E|fQbkfw  
    定义变量     +sc--e?  
    >AT T<U=  
    Gv3AJ'NL  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） <..|:0Q&~  
    (G 3S+T 9  
    1Xi.OGl  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) Iq[Z5k(K  
    ;,yjkD[mWE  
    9) 优化 9(;I+.;8k  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 -O?}-6,_Z  
    b];p/V# <  
    ZNEWUt{+;^  
    g/ict 2!  
     )6 _+  
    优化结束后会弹出如下报告 r g$2)z1  
    *To 5\|  
    oG_-a(N  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 3M[b)At V.  
    N=oWIK<;-  
    10) 光线追迹与结果分析 JBKCa 3  
    igD,|YSK`z  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    cKKl\g@}  
    3 O)^Hq+9  
    QP {V  
    GDW$R`2  
    优化后透镜的面型如下： /=bg(?nX  
    透镜渲染效果
    /.u0rxoRP}  
     Do&/+Ssnu  
     
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