概覽

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(duì)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(gè)點(diǎn)發(fā)射光，這種簡(jiǎn)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(duì)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(gè)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(gè)表面光源，需要4個(gè)元素，獲取這些元素?cái)?shù)據(jù)，可以確保表面光源在近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)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(cè)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(cè)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(gè)初步的模擬獲取rayfile(s)屬性

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

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

對(duì)于UV/IR波長(zhǎng)，“type”應(yīng)設(shè)置為radiometric。

創(chuàng)建Intensity強(qiáng)度探測(cè)器，在與輻照度探測(cè)器相同的位置創(chuàng)建一個(gè)強(qiáng)度探測(cè)器。強(qiáng)度探測(cè)器“方向”應(yīng)以90°為起始角的Conoscopic，要獲取波長(zhǎng)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(zhǎng)設(shè)置，以包括所需的波長(zhǎng)范圍和采樣，更高分辨率的采樣將得到更準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換。

運(yùn)行direct模擬，使用LED的rayfile光源和創(chuàng)建的兩個(gè)探測(cè)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(jì)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(duì)每個(gè)rayfile光線文件重復(fù)利用，例如在每個(gè)芯片位置的rayfile光源重復(fù)三次，這樣以便減少rayfile光源對(duì)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(gè)表面光源。這兩個(gè)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?！霸c(diǎn)”和“X/Y方向”應(yīng)與原始仿真中的探測(cè)器設(shè)置相同。

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。“原點(diǎn)”和“X/Y方向”應(yīng)與原始仿真中的探測(cè)器設(shè)置相同。

3. Spectrum

如果在第一步獲取rayfile屬性的仿真中，強(qiáng)度探測(cè)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(gè)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(cè)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(shí)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。

拓展應(yīng)用

對(duì)于多個(gè)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(duì)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(chǎng)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(jì)算模擬時(shí)減少計(jì)算時(shí)間。

翻譯：劉洋Ansys 應(yīng)用工程師

文章來源：本文轉(zhuǎn)載于Ansys光電大本營(yíng)公眾號(hào)

審核編輯：湯梓紅