表面散射分析
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
表面散射分析的視頻教程
鋼軌表面裂紋的展分析，車輪疲勞裂紋擴展，ABAQUS-FRANC3D聯合仿真
本視頻適合新手了解分析流程，大神請繞路，相關參數和設置僅作為參考，有問題可交流+V：BJGX188。
￥35 42分鐘 984播放
查看
表面散射分析的實例教程
如果我們忽略 BSDF 方程中的 cos(?s)項并使 ?i = 0，全積分散射 (TIS) 的近似形式為：
正如我們所看到的，K- 相關散射模型需要輸入大量的參數，我們將在下文中更詳細地介紹這些參數。
注：如果用戶獲得的特定散射表面信息是實測的 BSDF 數據，而不是通過將實測表面粗糙度數據擬合到 K-相關模型得到參數時，我們強烈建議直接使用實測的 BSDF 數據進行表面散射分布建模。
K-相關散射模型的參數輸入
K-相關散射模型可以被6個參數所定義：
R = 表面透射/反射率
dn = 表面邊緣折射率的變化
σ = 整體等效RMS表面粗糙度(μm)
λ = “測量”波長(μm)
B = 2πL，其中 L = 常規表面波長(mm)
s = 高空間頻率中 BSDF 的 log-log 斜率
等效 RMS 表面粗糙度是在0到1/ λ的空間頻率范圍內計算的，其中選擇非零值λ 是為了給全積分散射 (TIS) 提供一個有限的歸一化因子。用表面粗糙度的實驗測量來推導K相關散射的參數時，λ 的選擇完全隨機。λ 用于定義逆截止頻率和計算測量數據的功率譜密度 (PSD)，隨后功率譜密度 (PSD) 將被轉換成 BSDF。如果實驗人員在分析測量的表面粗糙度數據時選擇了λ這個值，則在其他波長下的等效表面粗糙度可根據以下公式計算：
如果某一特定表面的可用信息是實測的 BSDF 數據而不是表面粗糙度數據，我們強烈建議在 OpticStudio 中對表面散射分布建模時直接使用實測的 BSDF 數據。
在 OpticStudio 中，表面透射/反射系數 (R)是由表面的膜層（或未設置膜層）決定的，而表面邊界處的指數變化 (dn) 則是直接計算的。
展開 可以看到我們已經在 OpticStudio 中完成了部分反射和散射表面的創建。在本例中使用的工具和概念可以應用到更復雜的系統之中，其中使用到的定義膜層和散射屬性的基本方法都是相同的。
將屬性應用到其他表面
假設我們想在矩形體的側面和后面也添加相同的膜層和散射屬性以用于后續的分析。我們可以使用物體屬性中膜層/散射選項卡中的保存 (Save) 功能，將當前表面的設置參數保存，并快速應用到其他表面上。
當完成了當前表面的膜層/散射設置后，點擊保存按鈕即可完成設置參數的保存。
在彈出的對話框中，您可以將該設置參數命名為其他名稱：
保存成功后，您可以在矩形體的其他表面上使用這些參數設置：
小結
通過設置理想膜層以及定義特定的散射屬性，我們可以在 OpticStudio 中定義部分反射和散射的表面。在 OpticStudio 非序列元件編輯器中的物體屬性中的膜層/散射選項卡下，您可以在物體的不同表面上定義不同的膜層和散射屬性。
通過考慮偏振、分裂光線和散射光線，我們可以對不同散射類型的表面進行詳細的建模。
展開 并且，如果我們執行另一次蒙特卡羅光線追跡，這些光線（5根散射光線都落在探測器上時）的總能量將始終為0.6W，也就是入射光能量的60%。
并且，當追跡光線數量增加至250萬根并提高探測器分辨率后，我們可以觀察到輻射強度最高的地方依然是正入射的情況，也就是鏡面反射的這部分光線。
可以看到我們已經在 OpticStudio 中完成了部分反射和散射表面的創建。在本例中使用的工具和概念可以應用到更復雜的系統之中，其中使用到的定義膜層和散射屬性的基本方法都是相同的。
將屬性應用到其他表面
假設我們想在矩形體的側面和后面也添加相同的膜層和散射屬性以用于后續的分析。我們可以使用物體屬性中膜層/散射選項卡中的保存 (Save) 功能，將當前表面的設置參數保存，并快速應用到其他表面上。
當完成了當前表面的膜層/散射設置后，點擊保存按鈕即可完成設置參數的保存。
在彈出的對話框中，您可以將該設置參數命名為其他名稱：
保存成功后，您可以在矩形體的其他表面上使用這些參數設置：
小結
通過設置理想膜層以及定義特定的散射屬性，我們可以在 OpticStudio 中定義部分反射和散射的表面。在 OpticStudio 非序列元件編輯器中的物體屬性中的膜層/散射選項卡下，您可以在物體的不同表面上定義不同的膜層和散射屬性。
通過考慮偏振、分裂光線和散射光線，我們可以對不同散射類型的表面進行詳細的建模。
展開 本文旨在介紹如何在OpticStudio中模擬K-相關分布散射模型，并用實例分析將該模型與Harvey-Shack (ABg) 散射分布模型進行了比較。
（聯系我們獲取文章附件）
簡介
表面微粗糙度引起的散射通常具有 K-相關模型 (K-correlation model) 的特征。
1 該模型除了在小散射角區域有所不同外，與 Harvey-Shack (ABg) 模型十分相似。
在 OpticStudio 中，如果用戶想要使用K-相關散射模型對表面散射分布進行建模，則需要輸入大量的參數，并且這些參數都必須由用戶測量。
本文將概述 K-相關散射模型背后的理論知識，并展示在OpticStudio中建模的實例。
K- 相關散射模型
K- 相關模型的雙向散射分布函數 (BSDF) 由 Dittman
2 提供：
其中s是有效的 RMS 表面粗糙度，
s 是在高空間頻率中 BSDF 的 log-log 斜率，β 則被定義為散射角 (?s) 的正弦減去鏡面反射角/透射角的正弦，上面的公式中的 β對應 OpticStudio 中的向量x：
我們發現 K-相關散射分布模型與 Harvey-Shack (ABg) 散射模型非常相似。它們之間的主要區別在于 K-相關模型在小散射角度時會有偏移：
圖
1
：
K-
相關
與
Harvey-Shack
散射模型的比較。如
Dittman
所述，
K-
相關模型在小角度處會有偏移，這與在拋光表面上觀察到的散射行為一致。
Dittman 指出這種偏移與在許多拋光表面上觀察到的散射行為是一致的。
展開 于大多數散射模型，透射散射和反射散射之間的BSDF值沒有差異，因此無需指定繪圖是透射還是反射。
然而，表面顆粒 (Mie) 散射模型具有向前和向后的散射分量，在BSDF繪圖中需要加以考慮，但FRED中的默認繪圖類型僅適用于反射散射。
本文章中包含的FRED文件加載了一個嵌入式腳本，該腳本將BSDF數據寫入 Microsoft Excel進行交互繪圖，并說明該模型在傳輸過程中的應用。
①腳本概述
創建繪圖的嵌入式腳本利用FRED軟件功能，可調用COM和ScatterEval腳本功能與Microsoft Excel等程序進行交互。該腳本的偽代碼如下：
1.找到 Mie 散射節點并獲取其屬性；
2.創建 Excel 應用程序對象和工作簿文件；
3.開始循環入射角結構程序；
a.設置入射和鏡面方向矢量（考慮透射或反射）。
b.開始循環散射角結構程序。
a.散射角度范圍設置在 -89.5 °至 89.5 °之間。
b.使用ScatterEval函數根據入射向量、鏡面反射向量和散射向量計算 BSDF 值。
c.將BSDF數據導入Excel文件中。
4.在Excel文件中繪制最終結果。
用于入射、鏡面反射和散射方向矢量的坐標系如下圖1所示。在透射的情況下，鏡面方向矢量與入射方向矢量相同。在反射的情況下，鏡面方向矢量在z方向上改變符號。
圖1.方向矢量坐標系
除了設置 Excel 對象和指定方向向量之外，腳本中只有幾個散射模型本身的特定命令。使用特定于 scatter 的腳本命令包括：
FindScatter–返回散射模型的節點編號。
ScatterPrepareForEval–對內部初始化散射模型進行評估。此操作必須在 ScatterEval 命令之前運行。
展開 
表面散射分析的相關專題、標簽、搜索
表面散射分析的最新內容
一、高溫高濕泛白的3大核心成因
PC真空鍍鋁后在高溫高濕環境下泛白，并非單一因素導致，而是“鋁層特性+界面結構+環境侵蝕”三者共同作用的結果，其中這3點是關鍵：
1、鋁層氧化加速
鋁是典型的高活性金屬，即便在真空環境下完成鍍覆，表面也會快速形成一層極薄的氧化膜（Al?O?）。正常環境下，這層氧化膜厚度不足10nm，透明且致密，基本不影響外觀；但在高溫環境（溫度
附件下載
聯系工作人員獲取附件
本文旨在介紹如何在OpticStudio中模擬K-相關分布散射模型，并用實例分析將該模型與Harvey-Shack (ABg) 散射分布模型進行了比較。
簡介
表面微粗糙度引起的散射通常具有 K-相關模型 (K-correlation model) 的特征。該模型除了在小散射角區域有所不同外，與 Harvey-Shack (ABg) 模型十分相似。
附件下載
聯系工作人員獲取附件
平行平板表面不規則度分析
本文主要介紹Opticstudio如何對表面不規則度進行公差分析：
如何使用公差操作數TEZI指定RMS公差
表面不規則度的頻率參數和RMS振幅參數如何影響波前傳輸
透鏡表面不規則度的不確定性使得其公差分析不那么簡單。通常情況下，透鏡供應商通過對樣品的平均表面誤差進行測量得出RMS
摘要
利用先進的制造技術，人們成功實現了具有高數值孔徑的可見波長的超透鏡。通常使用空間變化的納米結構作為模塊來構建超透鏡。在這個例子中分析了用于組成偏振不敏感超透鏡的納米柱狀結構。利用傅立葉模態方法（FMM，也稱為RCWA），嚴格計算這種納米柱的振幅和相位傳輸。
建模任務
納米柱分析vs柱子直徑
Moldex3D Studio提供使用者便利的網格編修相關功能，能產生客制化的網格分布。使用者可使用Moldex3D預設網格參數來建立網格，此方式能大幅降低模型網格化的人工時間，不過，在個別情形下，亦提供使用者各類工具進行網格編修，進一步優化網格品質，使建模流程更加友善。
Moldex3D新增功能讓用戶于建模時能更客制化的生成所需網格，如更方便的撒點設定、自動替換接觸面表面網格、更彈性的進階表面網格生成參數
附件下載
聯系工作人員獲取附件
概要
這篇文章介紹了如何模擬一個部分反射的表面，該表面會根據指定的散射分布對一部分入射光能量進行散射。本文介紹的示例包含部分吸收以及部分鏡面反射的情況。
簡介
使用 OpticStudio 非序列模式模擬散射和膜層的能力，我們可以模擬一個部分反射（或部分透射）的表面，該表面會根據指定的分布散射入射光能量的一部分。
于大多數散射模型，透射散射和反射散射之間的BSDF值沒有差異，因此無需指定繪圖是透射還是反射。
然而，表面顆粒 (Mie) 散射模型具有向前和向后的散射分量，在BSDF繪圖中需要加以考慮，但FRED中的默認繪圖類型僅適用于反射散射。
本文章中包含的FRED文件加載了一個嵌入式腳本，該腳本將BSDF數據寫入 Microsoft Excel進行交互繪圖，并說明該模型在傳輸過程中的應用。
①
在FRED v9.110里, BSDF plot routines忽略了由用戶對“Apply on Reflection” 或“Apply on Transmission”的選擇. 對大部分散射模型來說，BSDF值并無差別，因此，也就沒必要指定透射或反射曲線。然而，對于顆粒或Mie散射模型來說，它是一個體效應，不僅有前向散射還有后向散射，這在BSDF繪圖時需要考慮。
下面文檔及例程是有關顆粒散射的使用方法
附件下載
聯系工作人員獲取附件
本文旨在介紹如何在OpticStudio中模擬K-相關分布散射模型，并用實例分析將該模型與Harvey-Shack (ABg) 散射分布模型進行了比較。
簡介
表面微粗糙度引起的散射通常具有 K-相關模型 (K-correlation model) 的特征。該模型除了在小散射角區域有所不同外，與 Harvey-Shack (ABg) 模型十分相似。
該案例介紹了一個正弦光柵的仿真，該光柵表面具有隨機變化的粗糙度結構。此外，分析了對衍射級次的影響，特別是衍射效率。
1.建模任務
?一個正弦光柵不同衍射級次的嚴格分析和優化。
?對于該仿真，采用傅里葉模態法。
2.建模任務：正弦光柵
x-z方向(截面視圖)
光柵參數：
?周期：0.908um
?高度：1.15um
