[分享]Ansys Speos | 将Rayfile光源转换为面光源 [复制链接]

概览
~W
d8>a{w  
~322dG  
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。 )^@V*$D  
f7AJSHe  
表面光源均匀地从几何形状表面的每个点发射光，这种简单的方法可以在没有指定光源的早期开发阶段使用。 z8[|LF-dx  
(V%vFD
1)  
高阶段的表面光源通过使用从rayfile文件光源获取光信息，更准确的以模拟面光源代替rayfile光源，打破rayfile光源内有限光线数对仿真的限制。 -EIMh^  
Gg,k  
下面将在本文中介绍这种转换方法: d1_*!LW$  
n~cm?"
 
步骤1:用一个初步的模拟获取rayfile(s)光源属性。 GM56xZ!2T  
r\- k/0  
步骤2:使用先前获取的属性文件再创建表面源。 Jy[8,X  
RpXGgw  
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： lSv;wwEg  
@9P9U`ZP  
Flux光通量：在数据表中查找，或通过初步模拟获取。 (dnc7KrM  
'Bn_'w~j{  
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。 ED_
5V@  
/faP]J)  
Intensity：数学定义，或通过初步模拟用强度探测器获取XMP文件。 MBrVh6z>  
|y=F (6Z  
Spectrum：在数据表中查找，或通过初步模拟获取。 Jy NY *  
&y wY?ox  
步骤 -^yc yZ  
d'nuk#r  
步骤1:用一个初步的模拟获取rayfile(s)属性 KvOI)"0(  
L. ?dI82c  
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。 Mp}NUQHE  
*J5euA5=  
Olh-(u:9+O  
对于可见波长，“type”应设置为photometric。 AsF`A"Cdw<  
$6%;mep  
对于UV/IR波长，“type”应设置为radiometric。 I`>%2mP[C  
'
UCx^-  
N>
\?Aeh  
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。 w:(7fu=  
l:}4 6%  
L 'Rapu  
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。 !sWB
j'[>  
?2>v5p  
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。 Tz~ftf  
l~c>jm8.  
步骤2:使用先前获取的属性创建表面光源。 V2skr_1  
X}^gmu<Vla  
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。 ;itg>\p3  
p[:%Ck"$7  
1. Exitance {-qTU6  
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。 o:*i
T=l  
zwK;6&(W  
~]+  jn  
2. Intensity fbkjK`_q  
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。 Vtk|WV?>P+  
1"PE@!
]  

图片:2023100705.png

nP5fh_/  
3. Spectrum 3o^M%  
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。 !qv;F?2 <g  
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。 ( "z;Q?(  
z*1K<w8  
4. 完成rayfile光源到表面光源的定义转化。 )uWNN"  
T+!kRigN~P  
F'*4:WD7  
拓展应用 ^2@~AD`&h  
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。 54%}JA][  
}Cf[nGh|B  
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。