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Speos小技巧 | 將Rayfile光源轉(zhuǎn)換為面光源

發(fā)布日期:
2024-01-09

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本文將講述如何rayfile轉(zhuǎn)換為面光源,Rayfile光源文件包含有限數(shù)量的光線,表面光源有無限量的光線,這使得表面源對于使用逆模擬,得到清晰可視化仿真特別有用。


表面光源均勻地從幾何形狀表面的每個點(diǎn)發(fā)射光,這種簡單的方法可以在沒有指定光源的早期開發(fā)階段使用。


高階段的表面光源通過使用從rayfile文件光源獲取光信息,更準(zhǔn)確的以模擬面光源代替rayfile光源,打破rayfile光源內(nèi)有限光線數(shù)對仿真的限制。


下面將在本文中介紹這種轉(zhuǎn)換方法:

  • 步驟1:用一個初步的模擬獲取rayfile(s)光源屬性。

  • 步驟2:使用先前獲取的屬性文件再創(chuàng)建表面源。


當(dāng)然為了創(chuàng)建一個表面光源,需要4個元素,獲取這些元素數(shù)據(jù),可以確保表面光源在近場和遠(yuǎn)場的正確建模:

  • Flux光通量:在數(shù)據(jù)表中查找,或通過初步模擬獲取。

  • Exitance:一般是常數(shù),或通過初步模擬以輻照度探測器獲取XMP文件。

  • Intensity:數(shù)學(xué)定義,或通過初步模擬用強(qiáng)度探測器獲取XMP文件。

  • Spectrum:在數(shù)據(jù)表中查找,或通過初步模擬獲取。


步驟

步驟1:用一個初步的模擬獲取rayfile(s)屬性

創(chuàng)建輻Irradiance照度探測器,在LED最后可見表面前面距離處(例如0.1 mm)創(chuàng)建一個輻照度探測器。

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對于可見波長,“type”應(yīng)設(shè)置為photometric。


對于UV/IR波長,“type”應(yīng)設(shè)置為radiometric。


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創(chuàng)建Intensity強(qiáng)度探測器,在與輻照度探測器相同的位置創(chuàng)建一個強(qiáng)度探測器。強(qiáng)度探測器“方向”應(yīng)以90°為起始角的Conoscopic,要獲取波長信息以表現(xiàn)光源的打光顏色,“type”應(yīng)設(shè)置為spetral。調(diào)整波長設(shè)置,以包括所需的波長范圍和采樣,更高分辨率的采樣將得到更準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換。


Speos小技巧 | 將Rayfile光源轉(zhuǎn)換為面光源


運(yùn)行direct模擬,使用LED的rayfile光源和創(chuàng)建的兩個探測器運(yùn)行直接模擬。模擬的最小光線數(shù)應(yīng)該是rayfile文件中包含的光線數(shù)。


當(dāng)然根據(jù)設(shè)計的復(fù)雜程度,可能需要大量的光線來精確模擬輸出,這樣就采用對每個rayfile光線文件重復(fù)利用,例如在每個芯片位置的rayfile光源重復(fù)三次,這樣以便減少rayfile光源對仿真光線數(shù)的限制。


步驟2:使用先前獲取的屬性創(chuàng)建表面光源。

使用輻照度和強(qiáng)度結(jié)果作為輸入創(chuàng)建一個表面光源。這兩個輸出的XMP結(jié)果可以從“SPEOS output files”文件夾中抓取。


1. Exitance

將variable設(shè)置為“True”,并選擇輻照度結(jié)果作為文件。“原點(diǎn)”和“X/Y方向”應(yīng)與原始仿真中的探測器設(shè)置相同。

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2. Intensity

設(shè)置強(qiáng)度類型為“Library”,并選擇強(qiáng)度結(jié)果作為強(qiáng)度文件?!霸c(diǎn)”和“X/Y方向”應(yīng)與原始仿真中的探測器設(shè)置相同。


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3. Spectrum

如果在第一步獲取rayfile屬性的仿真中,強(qiáng)度探測器類型未設(shè)置為“colormetric”或“spectral”,則需要在面光源定義中添加光譜文件,這個頻譜文件必須從LED的數(shù)據(jù)中獲取,或者是官方網(wǎng)站下載。


如果在第一步獲取rayfile屬性的仿真中,強(qiáng)度探測器類型已經(jīng)設(shè)置為“colormetric”或“spectral”,光譜數(shù)據(jù)已經(jīng)包含在Intensity中,此時無需再次定義光譜數(shù)據(jù)。


4. 完成rayfile光源到表面光源的定義轉(zhuǎn)化。


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拓展應(yīng)用

對于多個光源的定義,可以使用Speos Pattern將創(chuàng)建的光源導(dǎo)入到一組坐標(biāo)系統(tǒng)中,一次完成對所有光源位置的定義。本文中的表面光源首先需要導(dǎo)出為Speos lightbox,以便在Speos pattern功能中使用。


當(dāng)然可以創(chuàng)建lightfield光場光源,以創(chuàng)建子光學(xué)系統(tǒng)的光傳輸結(jié)果,以便在更復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)中重復(fù)使用子光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)果,以便在計算模擬時減少計算時間。


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