位圖光源建模
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
位圖光源建模的實例教程
說明
本文描述了如何使用一張位圖（bitmap）圖像作為光源反射體，這里我們要用到FRED詳細光源結構。
作為演示，本案例描述了一個位圖光源經過理想的1:1中繼透鏡后所成的像。
光源設置
用在本例中的位圖光源是迅技光電的公司Logo
在對象樹的Optical Sources光源文件夾中，我們選擇詳細的光源作為開始，通過右擊鼠標并選擇“Create New Detailed Optical Source”在Positions/Directions選項中，我們設置類型為“Bitmap（points specified by bitmap pixels）”并且導入我們的位圖文件。調整像素縱橫比的半寬度和高度。
此圖片的像素數目為339*88=29832；
光線方向的設定取決于您的特別應用，但在我們的示例中，我們將使用“Random Directions into an angular range”類型。這個方向的設定一般允許我們引導光線朝向中繼透鏡。
當我們使用一個位圖作為發射器，需要對圖像中的每個像素執行以下步驟：
1. 光線/像素的指定數量在每個像素范圍內具有隨機位置。
2. 計算位圖像素的色度坐標。
3. 在每個像素的波長有匹配的色度坐標的權重。
4. 每個光線的權重乘以指定在光源的波長選項卡上加權因子。
第1項和第2項在光源創建中已經處理了。所以，我們需要處理第三項，可以通過設置光源波長選項。如果創建少于3個波長的光源，那么像素的三刺激色Y值用于設置權重。如果光源有3個或更多的波長，那么顏色合成用于求解一組權重。讓我們來點開波長選項并指定所需的波長。
展開 說明
本文描述了如何使用一張位圖（bitmap）圖像作為光源反射體，這里我們要用到FRED詳細光源結構。
作為演示，本案例描述了一個位圖光源經過理想的1:1中繼透鏡后所成的像。
光源設置
用在本例中的位圖光源是迅技光電的公司Logo
在對象樹的Optical Sources光源文件夾中，我們選擇詳細的光源作為開始，通過右擊鼠標并選擇“Create New Detailed Optical Source”在Positions/Directions選項中，我們設置類型為“Bitmap（points specified by bitmap pixels）”并且導入我們的位圖文件。調整像素縱橫比的半寬度和高度。
此圖片的像素數目為339*88=29832；
光線方向的設定取決于您的特別應用，但在我們的示例中，我們將使用“Random Directions into an angular range”類型。這個方向的設定一般允許我們引導光線朝向中繼透鏡。
當我們使用一個位圖作為發射器，需要對圖像中的每個像素執行以下步驟：
1.光線/像素的指定數量在每個像素范圍內具有隨機位置。
2.計算位圖像素的色度坐標。
3.在每個像素的波長有匹配的色度坐標的權重。
4.每個光線的權重乘以指定在光源的波長選項卡上加權因子。
第1項和第2項在光源創建中已經處理了。所以，我們需要處理第三項，可以通過設置光源波長選項。如果創建少于3個波長的光源，那么像素的三刺激色Y值用于設置權重。如果光源有3個或更多的波長，那么顏色合成用于求解一組權重。讓我們來點開波長選項并指定所需的波長。
首先，在波長列表中右擊鼠標并選擇“Set Standard Bitmap Wavelengths”。
展開 摘要：
RPC Photonics公司有高品質的的工程漫射體BSDF測試數據，但它對于FRED幫助甚少，下面這個步驟描述了如何利用FRED腳本轉換RPC Photonics提供的TXT文件，并將數據直接應用到FRED的Tabulated scatter 散射模型。
背景：
Thorlabs和RPC Photonics聯手共同推出的新型漫射體及光束整形技術，可以解決其他技術的不足，大大改善了諸如光刻系統、有效固態照明，顯示，背光，顯示亮度增強和投影屏等大多數應用的性能。這項我們稱之為工程漫射體（Engineered DiffusersTM）的新概念，與其他技術有許多不同。與諸如磨砂玻璃、乳色玻璃和全息元件等隨機漫射體截然不同，工程漫射體要求對于每個散射中心，通常為微透鏡單元，都進行控制。例如全息漫射體可以視為一組隨機排列的透鏡，但是通過全息曝光形成的類透鏡效果只能通過靜態方式進行控制：而無法單獨操控每個微透鏡單元，這也幫助解釋了全息漫射體無法控制光的分布和輪廓。另一方面，在工程漫射體中，每個微透鏡單元形成漫射體，由其凹形縱斷面和在陣列中的位置所確定。同時，為了確保漫射體不受輸入光束變化的影響，并且不產生衍射效果，微透鏡單元的分布是隨機的，根據產生相應的光束形狀函數所選取的概率分布函數來確定。因此，工程漫射體同時保留了隨機與確定性漫射體的優點，從而實現高性能的光束整形功能。
FRED是美國Photon Engineering 公司開發的光學工程仿真軟件，其在雜散光分析中獨特的算法、高效的準確性，使其與其它同類產品相比更具優勢。本案例我們重點講述如何由RPC Photonics的BSDF數據轉為FRED可識別的散射數據。
圖1. RPC Photonics工程漫射體結構及光束投射形狀
步驟
展開 通過對 BMP256 色位圖 的采集并設置成光源，并通過潛望鏡系統模型進行光線追跡仿真，在系統出射端得到了預期的實驗 仿真結果。同時對本設計進行了簡單評價。
關鍵詞：
潛望鏡 ; ASAP;256 色位圖
0 引言
0.1 潛望鏡
潛望鏡是指從海面下伸出海面或從低洼坑道伸出地面等等條件下，用以觀察海面或地面上活動的裝 置。一般用于潛水艇以及坦克觀測。潛望鏡的光學特性類似于普通望遠鏡，是一種由平行光入射、 由平行光出射的具有一定放大倍率的目視光學系統。
0.2 位圖
位圖圖像又稱為點陣圖像或繪制圖像，由像素組成。 256 色位圖又稱 8 位圖，由 256 種顏色的像素構成，每一個像素可以由一個八位的二進制數來表示。位圖利用 bmp 類型作為存儲方式，以用作圖片顯示與圖像處理等等領域。
0.3 ASAP
ASAP 是一種可進行系統建模與光線追跡仿真的光學設計軟件。在本研究中，利用 ASAP 軟件對潛艇 用潛望鏡進行簡單的模型構建，同時利用位圖圖像作為光源進行光線追跡，以用來評價所設計的潛望鏡系 統光線傳輸能否達到預期效果。
我們預期設計一個潛望鏡系統。對系統建模的預期：鏡筒長度在 6m 至 16m 之間，鏡筒直徑在 160mm 至 300mm 之間，入射口徑為 300mm*300mm ，并且具有一定的放大率。對光線仿真的預期： 希望可以在出射面上對光源發出的光線進行觀測， 并基本能夠看清被觀測的圖像。
1 系統搭建
首先利用 ASAP 的 Builder 功能進行潛望鏡系統的搭建。最簡單的方法是分別在上下兩端設立兩個相同尺寸的平面反射鏡 S1 與 S2，兩個反射鏡平行放置并與 xz 坐標面成 45 度角，此系統的放大倍率為 1。
展開 在數值模擬中，當我們將光表示為電磁場時，空間擴展光源可以用幾個無關的完全相干場來模擬，這些場具有相同的能量密度，但彼此之間有部分位移[J. Opt. Soc. Am. A 27 (9), 2010]。在快速物理光學軟件VirtualLab Fusion中，我們利用這種方法建模了一個空間擴展部分相干光源，并探討了基本場的配置和場的數量對光源的影響，然后利用該光源進行楊氏干涉實驗，通過檢測干涉條紋對比度的變化來研究光源的相干特性。
用移位基本場法建模空間擴展光源
本用例演示了如何基于楊氏干涉實驗，實現Tervo等人報道的移位基本場法[J. Opt. Soc. Am. A 27 (9), 2010]，以獲得空間擴展光源的精確模型。
楊氏干涉實驗
在VirtualLab Fusion中，我們復制了著名的楊氏干涉實驗，并驗證了狹縫寬度、狹縫距離以及擴展光源的影響。
展開 
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空間擴展光源在實際中經常出現。 可以使用Tervo等人[J. Opt. Soc. Am. A 27 (9), 2010]報道的位移基本場方法對它們進行建模。 該用例演示了如何基于楊氏干涉實驗，在VirtualLab Fusion中實現位移基本場方法，從而獲得空間擴展源的精確模型。
摘要
在數值模擬中，當我們將光表示為電磁場時，空間擴展光源可以用幾個無關的完全相干場來模擬，這些場具有相同的能量密度，但彼此之間有部分位移[J. Opt. Soc. Am. A 27 (9), 2010]。在快速物理光學軟件VirtualLab Fusion中，我們利用這種方法建模了一個空間擴展部分相干光源，并探討了基本場的配置和場的數量對光源的影響，然后利用該光源進行楊氏干涉實驗，通過檢測干涉條紋對比度的變化來研究光源的相干特性
摘要
空間擴展光源在實際中經常出現。 可以使用Tervo等人[J. Opt. Soc. Am. A 27 (9), 2010]報道的位移基本場方法對它們進行建模。 該用例演示了如何基于楊氏干涉實驗，在VirtualLab Fusion中實現位移基本場方法，從而獲得空間擴展源的精確模型。
位移基本場法
基本場數（模式）
參數變化的配置
空間擴展部分相干光源的建模8個月前
在數值模擬中，當我們將光表示為電磁場時，空間擴展光源可以用幾個無關的完全相干場來模擬，這些場具有相同的能量密度，但彼此之間有部分位移[J. Opt. Soc. Am. A 27 (9), 2010]。在快速物理光學軟件VirtualLab Fusion中，我們利用這種方法建模了一個空間擴展部分相干光源，并探討了基本場的配置和場的數量對光源的影響，然后利用該光源進行楊氏干涉實驗，通過檢測干涉條紋對比度的變化來研究光源的相干特性
摘要
空間擴展光源在實際中經常出現。 可以使用Tervo等人[J. Opt. Soc. Am. A 27 (9), 2010]報道的位移基本場方法對它們進行建模。 該用例演示了如何基于楊氏干涉實驗，在VirtualLab Fusion中實現位移基本場方法，從而獲得空間擴展源的精確模型。
位移基本場法
【軟件運用】圖片光源之位圖光源設置與分析10個月前
說明
本文描述了如何使用一張位圖（bitmap）圖像作為光源反射體，這里我們要用到FRED詳細光源結構。
作為演示，本案例描述了一個位圖光源經過理想的1:1中繼透鏡后所成的像。
光源設置
用在本例中的位圖光源是迅技光電的公司Logo
在對象樹的Optical Sources光源文件夾中，我們選擇詳細的光源作為開始，通過右擊鼠標并選擇“Create New Detailed
圖片光源之位圖光源設置與分析10個月前
說明
本文描述了如何使用一張位圖（bitmap）圖像作為光源反射體，這里我們要用到FRED詳細光源結構。
作為演示，本案例描述了一個位圖光源經過理想的1:1中繼透鏡后所成的像。
光源設置
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[FRED] RPC Photonics擴散片BSDF
[FRED] 5倍無焦望遠鏡的模擬
[FRED] 圖片光源之位圖光源設置與分析
[VirtualLab] 非傍軸衍射分束器的設計與嚴格分10個月前
摘要：
RPC Photonics公司有高品質的的工程漫射體BSDF測試數據，但它對于FRED幫助甚少，下面這個步驟描述了如何利用FRED腳本轉換RPC Photonics提供的TXT文件，并將數據直接應用到FRED的Tabulated scatter 散射模型。
背景：
Thorlabs和RPC Photonics聯手共同推出的新型漫射體及光束整形技術，可以解決其他技術的不足
摘要
空間擴展光源在實際中經常出現。 可以使用Tervo等人[J. Opt. Soc. Am. A 27 (9), 2010]報道的位移基本場方法對它們進行建模。 該用例演示了如何基于楊氏干涉實驗，在VirtualLab Fusion中實現位移基本場方法，從而獲得空間擴展源的精確模型。
位移基本場法
基本場數（模式）
摘要
空間擴展光源在實際中經常出現。 可以使用Tervo等人[J. Opt. Soc. Am. A 27 (9), 2010]報道的位移基本場方法對它們進行建模。 該用例演示了如何基于楊氏干涉實驗，在VirtualLab Fusion中實現位移基本場方法，從而獲得空間擴展源的精確模型。
位移基本場法
基本場數（
