概覽

本文將講述如何rayfile轉換為面光源，Rayfile光源文件包含有限數量的光線，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發射光，這種簡單的方法可以在沒有指定光源的早期開發階段使用。

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

下面將在本文中介紹這種轉換方法:

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建表面源。

當然為了創建一個表面光源，需要4個元素，獲取這些元素數據，可以確保表面光源在近場和遠場的正確建模：

Flux光通量：在數據表中查找，或通過初步模擬獲取。

Exitance：一般是常數，或通過初步模擬以輻照度探測器獲取XMP文件。

Intensity：數學定義，或通過初步模擬用強度探測器獲取XMP文件。

Spectrum：在數據表中查找，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)創建一個輻照度探測器。

對于可見波長，“type”應設置為photometric。

對于UV/IR波長，“type”應設置為radiometric。

創建Intensity強度探測器，在與輻照度探測器相同的位置創建一個強度探測器。強度探測器“方向”應以90°為起始角的Conoscopic，要獲取波長信息以表現光源的打光顏色，“type”應設置為spetral。調整波長設置，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確的轉換。

運行direct模擬，使用LED的rayfile光源和創建的兩個探測器運行直接模擬。模擬的最小光線數應該是rayfile文件中包含的光線數。

當然根據設計的復雜程度，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光線文件重復利用，例如在每個芯片位置的rayfile光源重復三次，這樣以便減少rayfile光源對仿真光線數的限制。

步驟2:使用先前獲取的屬性創建表面光源。

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

1. Exitance

將variable設置為“True”，并選擇輻照度結果作為文件。“原點”和“X/Y方向”應與原始仿真中的探測器設置相同。

2. Intensity

設置強度類型為“Library”，并選擇強度結果作為強度文件。“原點”和“X/Y方向”應與原始仿真中的探測器設置相同。

3. Spectrum

如果在第一步獲取rayfile屬性的仿真中，強度探測器類型未設置為“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的數據中獲取，或者是官方網站下載。

如果在第一步獲取rayfile屬性的仿真中，強度探測器類型已經設置為“colormetric”或“spectral”，光譜數據已經包含在Intensity中，此時無需再次定義光譜數據。

4. 完成rayfile光源到表面光源的定義轉化。

拓展應用

對于多個光源的定義，可以使用Speos Pattern將創建的光源導入到一組坐標系統中，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出為Speos lightbox，以便在Speos pattern功能中使用。

當然可以創建lightfield光場光源，以創建子光學系統的光傳輸結果，以便在更復雜的光學系統中重復使用子光學系統的結果，以便在計算模擬時減少計算時間。

翻譯：劉洋Ansys 應用工程師

文章來源：本文轉載于Ansys光電大本營公眾號

審核編輯：湯梓紅