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2023-03-01 08:33 |
FRED应用：准直透镜模拟与优化
1. 摘要 a=2%4Wmz
7NGxa6wi
本文您将会学到如下内容： 6_Y,eL]"
透镜基本参数输入； Q2gq}c~
优化变量与评价函数设定； /4Gt{yg Sr
优化； fZF @k5* \
照度分析； Xv^qVn4
%h@EP[\
2. 操作流程 :o3N;*o>)0
y)@wjH{6
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。 ,z jv7$L
W6Fo6a "<
 f:}
x7_Q
?caSb =f
2) 创建透镜 y6a3t G
!Vk^TFt`
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens 7[) E>XRE
e^voW "?%
 {IjR^J= k
n[rCQdM&U"
3) 输入透镜参数 Zh~'9 JH
5H^ (2w
两个面的半径分别为 0 和 -20；半孔径为10*10，材料选择Schott库N-BK7。创建完成后，选择第二面输入圆锥系数-1； z{QqY.Gu{G
GbI/4<)l}
 N!}f}oF
2?Vd 5xkt
 oB7_O-3z
将第二面的圆锥系数改为-1 W>r+h-kR
tw@X>
G1z
4) 创建LED光源 FS O).=#
D i{de`
 ^\m &p,]w~d,U
LED光源设定办法 2~V*5~fb
Fr-SvsNFB
 ['D]>Ot68
LED光源的发光强度（极化角和方位角） L w,h +@0
zt%Mx>V@
 /$m;y[[
波长设定,颜色选为绿色 DmcZ ta8n]
6]wIG $j
 e3\T)x &=
功率设定（在Power units选择Watts） !)$Zp\Sg
LP=)~K<
5) 创建探测面，在菜单栏Create>Element Primitive>Plane i
XN1I
%TqC/c
 ]M3 yLYK/P
创建平面探测器(plane) iy"*5<;*DD
'+
? X
 L/[K"
O/LXdz0B
6) 创建分析面 HaYo!.(Fv
2mU.7!g)
 Wp,R ^d
 6LhTBV
光线滤光器设置 5r 0YA
IJ
mkpMfPt
7) 执行光线追迹 73-p*o(pt
I1J-)R+
 +ge?w#R
8Fub<UhJ
 JXx wr)i
7p[n
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。 i/.6>4tE:
'%;m?t% q
naNghGQ
8) 优化设定 HOi`$vX }N
gM] :M a
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 !x) R=Z/C
q\ %I#1
 QG z|*]
Nboaf
 4ppz, L,4
定义变量 I =#$8l.*
iow"n$/
 9 H~n _
定义评价函数 （RMS Direction Spread） :'ptuY
x1<|hTPk
 XP}<N&j
优化方法设定(选择Simplex，并设定优化终止标准) }0 ?3:A
} B^tL$k
9) 优化 |BYRe1l6l
注意：在优化之前，建议先保存原始文件 #K&Gp-
O&&~NXI\
 k f9X$d6
y>LBl]
 Lj7AZ|k
优化结束后会弹出如下报告 &3&HY:yF
F[MFx^sT{
 YZ7.1`8
在输出结果可以看到当前评价函数数值 d=^z`nt !R
p}P-6&k,U
10) 光线追迹与结果分析 ABkl%m6xf
sRfcF`7
11) 增加光线追迹数量200M，查看照度分布  <naz+QK' 8EY:t zw 
13f)&#, F
优化后透镜的面型如下： ( 5~h"s
透镜渲染效果 @nf`Gw ;
DwF hK*
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