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摘要 本章主要講述如何利用FRED優(yōu)化功能修改模型并且達(dá)到想要的目標(biāo)平面照度分布。要優(yōu)化的模型是PMMA 導(dǎo)光管，6個變量控制著導(dǎo)光管的形狀，優(yōu)化評價函數(shù)是當(dāng)前照度和理想照度之差，通過用戶自定義腳本設(shè)定。FRED 內(nèi)置混合優(yōu)化，可以同時優(yōu)化多個函數(shù)，對于非均勻有理B樣條曲線(NURBs)可以直接優(yōu)化其控制點(diǎn)坐標(biāo)。

將要使用到的模型幾何結(jié)構(gòu)如下圖 系統(tǒng)參數(shù) FRED 內(nèi)置混合優(yōu)化，可以同時優(yōu)化多個函數(shù)，對于非均勻有理B樣條曲線(NURBs)可以直接優(yōu)化其控制點(diǎn)坐標(biāo)。 本章主要講述如何利用FRED 優(yōu)化功能修改模型并且達(dá)到想要的目標(biāo)平面照度分布。

摘要 本章主要講述如何利用FRED 優(yōu)化功能修改模型并且達(dá)到想要的目標(biāo)平面照度分布。要優(yōu)化的模型是PMMA 導(dǎo)光管，6個變量控制著導(dǎo)光管的形狀，優(yōu)化評價函數(shù)是當(dāng)前照度和理想照度之差，通過用戶自定義腳本設(shè)定。FRED 內(nèi)置混合優(yōu)化，可以同時優(yōu)化多個函數(shù)，對于非均勻有理B樣條曲線(NURBs)可以直接優(yōu)化其控制點(diǎn)坐標(biāo)。

同時，非球面鏡參數(shù)和影像波前等數(shù)值也被列入評分的標(biāo)準(zhǔn)。透鏡參數(shù)在光學(xué)設(shè)計上常使用的最小化Seidel斜向像散的方法可透過在OpticStudio的評價函數(shù)中加入ASTI操作數(shù)達(dá)成目的，此時我們將目標(biāo)值設(shè)為0、加大權(quán)重，並且使用單一波長。在縮小遠(yuǎn)點(diǎn)球面上最小模糊圈的方面，我們可以透過OpticStudio的預(yù)設(shè)優(yōu)化函數(shù)和光點(diǎn)半徑標(biāo)準(zhǔn)等功能達(dá)成目的。

? 使用“Bird Simple Spectral Model”模擬太陽光在不同位置、不同時間以及一系列環(huán)境因素如大氣氣溶膠厚度、大氣可降水量、表面壓強(qiáng)等對接受面照度影響。? 支持實(shí)時的動態(tài)結(jié)果可視化? 分析面支持平面與三種非平面（球面、柱面、圓錐面）的數(shù)據(jù)分析。

在焦平面上運(yùn)行一個輻射照度并計算統(tǒng)計值3d.

FRED數(shù)字化取樣工具不僅可以取樣光源數(shù)據(jù)，還可以取樣材料、模型、鍍膜數(shù)據(jù)、散射數(shù)據(jù)；2. 在驗(yàn)證光源的光強(qiáng)度分布或照度分布的時候，不要去追跡光線，在raytrace菜單下選擇Create All Source Rays,然后點(diǎn)擊照度分析或強(qiáng)度分析即可。

圖6、基于極坐標(biāo)圖的Amber LUXEON Rebel LED的角分布的數(shù)字化圖像 這兩種方法的比較通過計算距LED模型多個距離平面上的照度分布，來比較上述的兩種方法，如圖7所示。兩個模型用5000000條光線進(jìn)行了仿真，分布看起來非常相似，主要區(qū)別在于光線文件模型具有較低的輻照度。模型使用不同光線集時變化較小。

圖6、基于極坐標(biāo)圖的Amber LUXEON Rebel LED的角分布的數(shù)字化圖像 這兩種方法的比較通過計算距LED模型多個距離平面上的照度分布，來比較上述的兩種方法，如圖7所示。兩個模型用5000000條光線進(jìn)行了仿真，分布看起來非常相似，主要區(qū)別在于光線文件模型具有較低的輻照度。模型使用不同光線集時變化較小。

圖6.基于極坐標(biāo)圖的Amber LUXEON Rebel LED的角分布的數(shù)字化圖像這兩種方法的比較通過計算距LED模型多個距離平面上的照度分布，來比較上述的兩種方法，如圖7所示。兩個模型用5000000條光線進(jìn)行了仿真，分布看起來非常相似，主要區(qū)別在于光線文件模型具有較低的輻照度。模型使用不同光線集時變化較小。

下圖所示的是在一個面上兩種LEDs的可視化照度圖，還有在一個面上用三個LEDs合成的彩色圖像。 還可以使用FRED的數(shù)字化工具來輸入用于二向色性的膜層以及在顯示中的顏色過濾器和抗反射膜層。簡單地找到一個膜層的電子圖像（在線目錄中找或者從文件拷貝中創(chuàng)建一個jpg或bmp文件。

總結(jié)1.FRED數(shù)字化取樣工具不僅可以取樣光源數(shù)據(jù)，還可以取樣材料、模型、鍍膜數(shù)據(jù)、散射數(shù)據(jù)；2.在驗(yàn)證光源的光強(qiáng)度分布或照度分布的時候，不要去追跡光線，在raytrace菜單下選擇Create All Source Rays,然后點(diǎn)擊照度分析或強(qiáng)度分析即可。

圖6、基于極坐標(biāo)圖的Amber LUXEON Rebel LED的角分布的數(shù)字化圖像 這兩種方法的比較通過計算距LED模型多個距離平面上的照度分布，來比較上述的兩種方法，如圖7所示。兩個模型用5000000條光線進(jìn)行了仿真，分布看起來非常相似，主要區(qū)別在于光線文件模型具有較低的輻照度。模型使用不同光線集時變化較小。

這使得陣列中透鏡元件表面形狀的定義和優(yōu)化具有了極大的靈活性。下圖顯示了透鏡陣列1物體，它是由7 x 5個矩形透鏡組成的透鏡陣列，每個矩形透鏡都可以看作一個球面透鏡的矩形區(qū)域。其它可以用於該應(yīng)用程式的物體包括透鏡陣列2物件和六邊形透鏡陣列(Hexagonal Lenslet Array)物件。

? 輻射照度分布（功率/單位面積）? 強(qiáng)度分布（功率/單位立體角）? 3D點(diǎn)列圖? 位置點(diǎn)列圖，方向點(diǎn)列圖，偏振點(diǎn)列圖? 亮度，照度? 顏色分析? 標(biāo)量/矢量場（振幅，相位，實(shí)部和虛部系統(tǒng)，波前）? 能量密度（功率/單位體積）? 找到最優(yōu)焦點(diǎn)? 光纖耦合? 光線表面概述? 光線追跡路徑報告? 雜散光報告 一些分析量例如輻照度

總結(jié) 1.FRED數(shù)字化取樣工具不僅可以取樣光源數(shù)據(jù)，還可以取樣材料、模型、鍍膜數(shù)據(jù)、散射數(shù)據(jù)； 2.在驗(yàn)證光源的光強(qiáng)度分布或照度分布的時候，不要去追跡光線，在raytrace菜單下選擇 Create All Source Rays,然后點(diǎn)擊照度分析或強(qiáng)度分析即可。

作為光通量光源類型的補(bǔ)充，FRED 提供了光通量分析功能，如照度和光強(qiáng)。照度的單位為勒克斯lx（lm/m2）、照度單位（lm/cm2）或英尺燭光（lm/ft2），光照度是輻射通量輻照度（W/m2）的光通量等效量。輻照度和光照度計算使用常規(guī)的平面分析面。光強(qiáng)的單位為坎德拉cd（lm/sr），光強(qiáng)度是輻射通量強(qiáng)度（W/sr）的光通量等效量。強(qiáng)度（在極坐標(biāo)網(wǎng)格上）和光強(qiáng)計算使用方向分析實(shí)體。

■ 相干場分析顯示標(biāo)量或極化矢量場的幅度、能量、相位和波前圖?！?波前計算具有Zernike分解能力的波前分析和繪圖。■ 部分相干性對于特定的應(yīng)用，可以執(zhí)行部分相干光源和分析。

許多設(shè)計過程需要兩種不同的光學(xué)理論/算法來分別處理光束在自由空間和微結(jié)構(gòu)中的傳播，而其他一些過程僅使用純光線追跡來達(dá)到目標(biāo)。由於模擬技術(shù)發(fā)展迅速，因此本文可能沒有涵蓋所有可用方法。如果用戶提供新訊息或有任何要求，請隨時與我們聯(lián)繫，我們可以相應(yīng)地更新本文。

FRED 的3D可視化效果和用戶自定義光路的能力，使得這個問題很容易被發(fā)現(xiàn)。? 一次散射光 當(dāng)雜散光源，比如太陽，直接照射到光學(xué)系統(tǒng)的時候就會產(chǎn)生單次散射光。部分散射光線經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)之后，會照射到焦平面，我們認(rèn)為它散射進(jìn)了視場。而一旦光線散射進(jìn)了視場，它就變成了雜散光，要想消除這種雜散光，則不可避免地會伴有漸暈現(xiàn)象。所以遮光罩設(shè)計的基本目的就是不讓光線照射到系統(tǒng)上。