光源設計
關注創建者：匿名 創建時間：2026-03-04
光源設計的實例教程
本課程提供照明系統中光源的介紹，作為照明系統光源的信息中心。本課是照明學習路徑的第二課。在這一課中，將描述照明系統中的各種光源類型以及如何這些使用光源。光源是照明系統的起點和支點，可以說是照明設計中最關鍵的部分。
簡介：照明系統中光源的剖析
光源有許多不同的形狀、大小和形式，但用于照明設計的數據是：來自光源光線的位置x、 y、 z，光線的方向角l、 m、 n，光線的能量、波長或顏色。
在最簡單的情況下，當光學元件遠離光源時，它可以近似為一個點光源。方向分布的簡化情況可以近似為各向同性分布或朗伯分布。
由于缺乏一個綜合的光源模型，有時照明系統的模擬結果與實驗結果不匹配。對于離光學元件較近的光源，將存在具有表面分布可能性的光收集立體角較大的情況。在這種情況下，一個包含物理尺度上反射和折射的完整光源模型可能更適合于得到與現實生活相符合的實現結果。只能說，當點光源或平行光束等光源足以代表照明系統時，這類簡化模型對照明系統來說并不是一個錯誤的選擇。如果與近似光源相比，更復雜的光源不會改變結果，那么更直接的光源能夠更有效地模擬系統。
不同的光源
雖然光源的數目很多 ，下面我們將介紹我們在照明設計中使用的幾個有代表性的光源。
LEDs (發光二極管)，單片機驅動和磷模型
LDs (激光二極管)
白熾光源，如燈泡和太陽
熒光光源，如熒光燈
金屬蒸汽光源，如 金屬鹵化物燈
高壓氣體放電光源
這些光源的建模將包括光譜、輻射、亮度分布信息。
有四種方法可以創建復雜的光源模型。
幾何模型：光源的物理模型。二極管、環形反射鏡、焊線、模具和外部包裝均為幾何建模結果。一方面，這種方法給出了一個許多假設符合光源幾何形狀的復雜光源。
展開 本課程提供照明系統中光源的介紹，作為照明系統光源的信息中心。本課是照明學習路徑的第二課。在這一課中，將描述照明系統中的各種光源類型以及如何這些使用光源。光源是照明系統的起點和支點，可以說是照明設計中最關鍵的部分。
作者 Katsumoto Ikeda
簡介：照明系統中光源的剖析
光源有許多不同的形狀、大小和形式，但用于照明設計的數據是：來自光源光線的位置x、 y、 z，光線的方向角l、 m、 n，光線的能量、波長或顏色。
在最簡單的情況下，當光學元件遠離光源時，它可以近似為一個點光源。方向分布的簡化情況可以近似為各向同性分布或朗伯分布。
由于缺乏一個綜合的光源模型，有時照明系統的模擬結果與實驗結果不匹配。對于離光學元件較近的光源，將存在具有表面分布可能性的光收集立體角較大的情況。在這種情況下，一個包含物理尺度上反射和折射的完整光源模型可能更適合于得到與現實生活相符合的實現結果。只能說，當點光源或平行光束等光源足以代表照明系統時，這類簡化模型對照明系統來說并不是一個錯誤的選擇。如果與近似光源相比，更復雜的光源不會改變結果，那么更直接的光源能夠更有效地模擬系統。
不同的光源
雖然光源的數目很多 ，下面我們將介紹我們在照明設計中使用的幾個有代表性的光源。
LEDs (發光二極管)，單片機驅動和磷模型
LDs (激光二極管)
白熾光源，如燈泡和太陽
熒光光源，如熒光燈
金屬蒸汽光源，如 金屬鹵化物燈
高壓氣體放電光源
這些光源的建模將包括光譜、輻射、亮度分布信息。
有四種方法可以創建復雜的光源模型。
幾何模型：光源的物理模型。二極管、環形反射鏡、焊線、模具和外部包裝均為幾何建模結果。一方面，這種方法給出了一個許多假設符合光源幾何形狀的復雜光源。
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 光研科技南京有限公司是國內可靠的Ansys Zemax光學設計軟件代理商！公司已經為廣大企業，研究所以及高校提供了很多優秀的相關產品和服務，在行業內建立了值得信任的口碑。
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光研科技南京有限公司同時還為廣大有光學設計軟件培訓的需求者提供了一個線下的學習平臺，多年以來為光電圈培養了很多優秀的光學設計工程師等人才。公司開設的課程包括光學設計標準基礎班，高級實戰班，照明設計班以及薄膜設計班等等。新的一年已經到來，光研科技南京有限公司將繼續為廣大光電圈的朋友帶來各種各樣的實用光學培訓，歡迎大家咨詢和預定！
光學設計培訓
咨詢與預約方式
展開 非對稱性光源，多重護眼保護
VFZ曲面掛燈先后優化了8版光學方案，采用非對稱性光源設計，大幅弱化屏幕反光，模擬太陽光的擴散原理，
使光源的均勻度更接近自然光，光線更舒適護眼。
對稱光源的弊端是會有部分光照到屏幕上
除了避開照射屏幕形成反光外，非對稱光源設計上也避免照射到使用者的眼睛，定向照亮桌面鍵鼠操作區域。給使用者帶來了多重護眼保護，實現了無藍光、不反光、不眩光、不刺眼、不頻閃。
V
FZ曲面屏幕掛燈配備80pcs超高顯色指數的LED燈珠，反射式出光方式，超博物館級別的顯色指數Ra95，還原色彩原本模樣。
三檔色溫、無極調光、智能記憶
VFZ曲面屏幕掛燈采用三擋色溫模式，設置滿足不同場景需求（2700K暖光放松追劇，4000K中性光沉浸游戲，5000K白光專注加班等）適配室內使用屏幕掛燈時。其還具備無極調光功能，可流暢調節0-100%亮度，調出你認為舒適的個性光感。
VFZ曲面屏幕掛燈還具備智能記憶功能，可一鍵進入上一次使用時自行調配好的舒適亮度色溫，方便、快捷，節省時間地輕松進入狀態。
多場景適用，多型屏適配
無論是加班、游戲、追劇...
VFZ掛燈統統能滿足您的需求
對于程序員、設計師、攝影師、修圖師、剪輯師等等職業，日常工作也離不開顯示器，都可以配一個這樣的曲面屏幕掛燈。
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如何在不大幅改變車燈設計，光源選型的情況下提升路照與外觀效果？
當您開發新一代HUD，是否苦于傳統光學設計無法突破的體積、視場與像質瓶頸，無法考量光源帶來的影響？
當您追求更小、更亮的智能車燈，或需要激光雷達在極端環境下穩定工作，是否感到傳統手段已觸及天花板？
三、環境耐受性適配培養箱工況
ExplorIR-M 傳感器的工作環境覆蓋0-50℃溫度范圍與 0-95% RH 非結露濕度范圍，完全匹配培養箱的內部工況，采用的鍍金光路技術與全固態光源、探測器設計，進一步提升了環境抗干擾能力。
在復雜光學系統設計中，光源偏振態的精準控制與表征是保障系統性能的關鍵環節。本案例基于 OAS 光學仿真軟件，針對左旋 90° 圓偏振點光源的傳播特性開展仿真分析，驗證偏振態在自由空間傳播中的穩定性，為后續復雜偏振光學系統的設計與優化提供基礎數據支撐。
</p><p>- 像素化表征：將光源劃分為若干像素塊，通過優化每個像素的點亮狀態和強度實現復雜光源設計，自由度高但優化效率低，需依賴高效優化算法。</p><p>兩種表征的光源可通過衍射光學元件（DOE）或FlexRay組件實現。
光源的設計至關重要，它能凸顯缺陷特征，抑制背景干擾。
電控與信號單元： 包括PLC、運動控制器、IO卡、繼電器等，負責協調設備各部件的時序動作，并與生產線進行信號交互。
計算與軟件單元： 搭載高性能工業計算機，運行專用的自動檢測軟件。該軟件集成了圖像采集、算法處理、AI推理、數據管理和人機交互界面，是設備的指揮中心。
三、 核心優勢：為何它能取代人工？
設計內容
符合國家建筑照明標準，燈光布置合理，燈光均勻，綠色環保等;
設計要求
建筑照明是指通過人工光源和照明設計技術，對建筑物的外觀、內部空間或特定結構進行照明，以實現功能、美學、安全或文化等目的。
背景介紹
建筑照明是指通過人工光源和照明設計技術，對建筑物的外觀、內部空間或特定結構進行照明，以實現功能、美學、安全或文化等目的。
設計要求
符合國家建筑照明標準，燈光布置合理，燈光均勻，綠色環保等;
設計內容
設計場所面積合理，其中布置燈具擺放合理，符合照明標準。
在本案例中，軟件成功實現了五個光束光源的參數化建模，準確設置了每個光源的束腰半徑和波長參數，確保光源特性與設計要求高度一致。同時，對于理想透鏡，軟件通過內置的光學元件庫調用并配置相應參數，精確模擬了透鏡對光線的聚焦作用，為光線在系統中的傳播路徑模擬提供了可靠的光學元件模型。
在本案例中，軟件成功完成了簡易光束光源的參數化建模，準確設置了光源的半孔徑和波長參數，確保光源的特性與設計要求完全吻合。對于探測器，軟件通過內置的光學探測模塊進行配置，精準設定了光源與探測器之間的距離參數，為菲涅爾衍射圖樣的探測搭建了穩定的模擬環境，保障了后續數據采集的準確性。
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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
