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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 426)H_wx  
    Q:x:k+O-  
    本文您将会学到如下内容： I'[hvp  
    透镜基本参数输入； hR$lX8  
    优化变量与评价函数设定； B !(t<W8cu  
     优化； cc%O35o  
     照度分析； f~.w2Cna  
    _0rHxh7}q  
    2. 操作流程 N&0MA  
    QxGQF|  
    1) 创建之前，我们需要设置其喜好，点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框，勾选之后，其参数输入会变为曲率，所以平时设置时我们勾选此项。 | 3`qT#p{  
    YW}1iT/H  
     Qw$"W/&X  
    Z`?<Ada  
    2) 创建透镜 .=>T yq  
    `FImi9%F  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens I>27U<PX  
    sX&M+'h  
     NS l$5E  
    [LonY49  
    3) 输入透镜参数 RT45@   
    w jmZ`UMz  
    两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； {}3kla{  
    i;0`d0^  
    tH:K6^oR  
    8i;N|:WdH  
     kC R)k=*  
    将第二面的圆锥系数改为-1 16\U'<  
    6bg+U`&g  
    4) 创建LED光源 wYf=(w \c  
    >5Zp x8W  
     OvPy+I  
    光源类型为Random plane ; 8-5a*vV,>  
    光线数为10000； x~GV#c  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ； \2<2&=h?  
    形状选为椭圆； ~MY (6P  
    mm=Y(G[_%y  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. Xl6)&   
    半径选择60度 Z"gllpDr$  
    类型选择 Lambertian e76@-fg  
    形状选择 Elliptical Et'C4od s  
    c 3@SgfKmk  
    波长选择默认默认波长 bq4H4?j  
    Power默认为1 watts ABV\:u  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm B>?Y("E  
    {I 7pk6Qd  
     4Uf+t?U9  
    LED光源设定办法 g]xZ^M+  
    l@*/1O)v  
     s/[i>`g/9  
    LED光源的发光强度（极化角和方位角） V8&/O)}o  
    K23_1-mbe  
     Kc udWW]  
    波长设定,颜色选为绿色 gE=~.P[ZX  
    )C2d)(baEJ  
     `Ik}Xw  
    功率设定（在Power units选择Watts） +$>ut r  
    ID+'$u &  
    5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane M{kPEl&Z  
    |/fbU_d  
     _ga!TQ:  
    创建平面探测器(plane) GIVs)~/Eq  
    ,P"R.A  
     0h shHv-  
    TjI NxP-O  
    6) 创建分析面 0HD1Ob^@  
    ]bnxOk  
    'v|2} T*  
     @?]-5~3;  
    光线滤光器设置 C6"!'6 W  
    h.=B!wKK  
    7) 执行光线追迹 lIjHd#q-C  
    el|t6ZT*  
    j|G-9E  
    jZ D\u%  
     sf*SxdoZU  
    T4!]^_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。 x>8f#B\Mr  
    <$yer)_J!k  
    A[ iP s9  
    8) 优化设定 j [U0,]  
    d7^XP  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 f,L  
    Y|VzeJC  
    $m=z87hX  
    EhFhL4Xdn  
    O[L8(+Sn  
    定义变量     f A,+qs  
    R-Fi`#PG2  
    ?3Jh{F_+  
    定义评价函数 （RMS Direction Spread） "tj#P  
    \7j)^  
    =hs@W)-O  
    优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) =h_gj >  
    YqJIp. Z  
    9) 优化 /MU<)[*Ro  
    注意：在优化之前，建议先保存原始文件 CXQ ?P  
    t!u*6 W|@  
    .FXQ,7mZ-  
    :9h8q"T  
    3QHZC0AY  
    优化结束后会弹出如下报告 1 I+5  
    9bNIaC*M  
    ibuI/VDF  
    在输出结果可以看到当前评价函数数值 OXacI~C  
    y*(YZzF  
    10) 光线追迹与结果分析 \fKE~61  
    5,c`  
    11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布
    |@g1|OWd|  
    IB6]Wj  
    IcoL/7k3  
    d$TW](Bby  
    优化后透镜的面型如下： p_AV3   
    透镜渲染效果
    F:@Ixk?E  
     Na6z,TW  
     
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