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Speos小技巧 | 将Rayfile光源转换为面光源

发布日期:
2024-01-09

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概览

本文将讲述如何rayfile转换为面光源,Rayfile光源文件包含有限数量的光线,表面光源有无限量的光线,这使得表面源对于使用逆模拟,得到清晰可视化仿真特别有用。


表面光源均匀地从几何形状表面的每个点发射光,这种简单的方法可以在没有指定光源的早期开发阶段使用。


高阶段的表面光源通过使用从rayfile文件光源获取光信息,更准确的以模拟面光源代替rayfile光源,打破rayfile光源内有限光线数对仿真的限制。


下面将在本文中介绍这种转换方法:

  • 步骤1:用一个初步的模拟获取rayfile(s)光源属性。

  • 步骤2:使用先前获取的属性文件再创建表面源。


当然为了创建一个表面光源,需要4个元素,获取这些元素数据,可以确保表面光源在近场和远场的正确建模:

  • Flux光通量:在数据表中查找,或通过初步模拟获取。

  • Exitance:一般是常数,或通过初步模拟以辐照度探测器获取XMP文件。

  • Intensity:数学定义,或通过初步模拟用强度探测器获取XMP文件。

  • Spectrum:在数据表中查找,或通过初步模拟获取。


步骤

步骤1:用一个初步的模拟获取rayfile(s)属性

创建辐Irradiance照度探测器,在LED最后可见表面前面距离处(例如0.1 mm)创建一个辐照度探测器。

Speos小技巧 | 将Rayfile光源转换为面光源


对于可见波长,“type”应设置为photometric。


对于UV/IR波长,“type”应设置为radiometric。


Speos小技巧 | 将Rayfile光源转换为面光源


创建Intensity强度探测器,在与辐照度探测器相同的位置创建一个强度探测器。强度探测器“方向”应以90°为起始角的Conoscopic,要获取波长信息以表现光源的打光颜色,“type”应设置为spetral。调整波长设置,以包括所需的波长范围和采样,更高分辨率的采样将得到更准确的转换。


Speos小技巧 | 将Rayfile光源转换为面光源


运行direct模拟,使用LED的rayfile光源和创建的两个探测器运行直接模拟。模拟的最小光线数应该是rayfile文件中包含的光线数。


当然根据设计的复杂程度,可能需要大量的光线来精确模拟输出,这样就采用对每个rayfile光线文件重复利用,例如在每个芯片位置的rayfile光源重复三次,这样以便减少rayfile光源对仿真光线数的限制。


步骤2:使用先前获取的属性创建表面光源。

使用辐照度和强度结果作为输入创建一个表面光源。这两个输出的XMP结果可以从“SPEOS output files”文件夹中抓取。


1. Exitance

将variable设置为“True”,并选择辐照度结果作为文件。“原点”和“X/Y方向”应与原始仿真中的探测器设置相同。

Speos小技巧 | 将Rayfile光源转换为面光源

2. Intensity

设置强度类型为“Library”,并选择强度结果作为强度文件。“原点”和“X/Y方向”应与原始仿真中的探测器设置相同。


Speos小技巧 | 将Rayfile光源转换为面光源


3. Spectrum

如果在第一步获取rayfile属性的仿真中,强度探测器类型未设置为“colormetric”或“spectral”,则需要在面光源定义中添加光谱文件,这个频谱文件必须从LED的数据中获取,或者是官方网站下载。


如果在第一步获取rayfile属性的仿真中,强度探测器类型已经设置为“colormetric”或“spectral”,光谱数据已经包含在Intensity中,此时无需再次定义光谱数据。


4. 完成rayfile光源到表面光源的定义转化。


Speos小技巧 | 将Rayfile光源转换为面光源


拓展应用

对于多个光源的定义,可以使用Speos Pattern将创建的光源导入到一组坐标系统中,一次完成对所有光源位置的定义。本文中的表面光源首先需要导出为Speos lightbox,以便在Speos pattern功能中使用。


当然可以创建lightfield光场光源,以创建子光学系统的光传输结果,以便在更复杂的光学系统中重复使用子光学系统的结果,以便在计算模拟时减少计算时间。


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