光源的案例
Ansys Speos | 將Rayfile光源轉(zhuǎn)換為面光源
完成rayfile光源到表面光源的定義轉(zhuǎn)化。
拓展應(yīng)用
對于多個光源的定義，可以使用Speos Pattern將創(chuàng)建的光源導(dǎo)入到一組坐標(biāo)系統(tǒng)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(dǎo)出為Speos lightbox，以便在Speos pattern功能中使用。
當(dāng)然可以創(chuàng)建lightfield光場光源，以創(chuàng)建子光學(xué)系統(tǒng)的光傳輸結(jié)果，以便在更復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)中重復(fù)使用子光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)果，以便在計算模擬時減少計算時間。
Speos小技巧 | 將Rayfile光源轉(zhuǎn)換為面光源
概覽
本文將講述如何rayfile轉(zhuǎn)換為面光源，Rayfile光源文件包含有限數(shù)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(fā)射光，這種簡單的方法可以在沒有指定光源的早期開發(fā)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(zhǔn)確的以模擬面光源代替rayfile光源，打破rayfile光源內(nèi)有限光線數(shù)對仿真的限制。
下面將在本文中介紹這種轉(zhuǎn)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(chuàng)建表面源。
當(dāng)然為了創(chuàng)建一個表面光源，需要4個元素，獲取這些元素數(shù)據(jù)，可以確保表面光源在近場和遠(yuǎn)場的正確建模：
Flux光通量：在數(shù)據(jù)表中查找，或通過初步模擬獲取。
Exitance：一般是常數(shù)，或通過初步模擬以輻照度探測器獲取XMP文件。
Intensity：數(shù)學(xué)定義，或通過初步模擬用強(qiáng)度探測器獲取XMP文件。
Spectrum：在數(shù)據(jù)表中查找，或通過初步模擬獲取。
展開 【軟件運(yùn)用】圖片光源之位圖光源設(shè)置與分析
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(xì)光源結(jié)構(gòu)。
作為演示，本案例描述了一個位圖光源經(jīng)過理想的1:1中繼透鏡后所成的像。
光源設(shè)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(xì)的光源作為開始，通過右擊鼠標(biāo)并選擇“Create New Detailed Optical Source”在Positions/Directions選項中，我們設(shè)置類型為“Bitmap（points specified by bitmap pixels）”并且導(dǎo)入我們的位圖文件。調(diào)整像素縱橫比的半寬度和高度。
此圖片的像素數(shù)目為339*88=29832；
光線方向的設(shè)定取決于您的特別應(yīng)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(shè)定一般允許我們引導(dǎo)光線朝向中繼透鏡。
當(dāng)我們使用一個位圖作為發(fā)射器，需要對圖像中的每個像素執(zhí)行以下步驟：
1.光線/像素的指定數(shù)量在每個像素范圍內(nèi)具有隨機(jī)位置。
2.計算位圖像素的色度坐標(biāo)。
3.在每個像素的波長有匹配的色度坐標(biāo)的權(quán)重。
4.每個光線的權(quán)重乘以指定在光源的波長選項卡上加權(quán)因子。
第1項和第2項在光源創(chuàng)建中已經(jīng)處理了。所以，我們需要處理第三項，可以通過設(shè)置光源波長選項。如果創(chuàng)建少于3個波長的光源，那么像素的三刺激色Y值用于設(shè)置權(quán)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(quán)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(biāo)并選擇“Set Standard Bitmap Wavelengths”。
展開 FRED案例展示：輻射光源與光通量光源
FRED 可以用輻射通量（瓦特）或光通量（流明）單位表示光源的功率。本文討論了此功能背后的原理。
任何光源的功率都可以用輻射通量或光通量單位表示。輻射通量單位適用于整個電磁頻譜，描述了多種光源，如激光、熱輻射、微波、紫外線等。光通量單位通常用于表征白熾燈、弧光燈、LED 等，僅適用于可見光輻射范圍。
一些光源類型允許用戶選擇以瓦特（W）或流明（lm）指定光源功率。如果選擇了流明選項，則必須從光譜文件夾中選擇一個光譜（可以在光源元件的設(shè)置中選擇，也可以在詳細(xì)光源的“Wavelength”標(biāo)簽頁中選擇）。FRED 使用此光譜將光通量轉(zhuǎn)換為輻射通量單位（瓦特）后再進(jìn)行光線追跡。通常分配給光通量光源的輻射通量的方法是將流明表示的功率除以關(guān)聯(lián)光譜的發(fā)光效率 K。發(fā)光效率 K 定義為：
其中 Q 是光源光譜，V 是光視光譜效能函數(shù)。
選擇光譜后，可以選擇“Randomly according to spectrum ”選項（如下圖所示）。這是一種蒙特卡洛方法，其中光譜充當(dāng)概率分布，用于為單個光線分配波長。所有光線的通量相同，概率分布將決定在給定波長范圍內(nèi)生成更多光線的地方，概率較高。
用戶應(yīng)注意，蒙特卡洛波長生成，會引入額外的色噪聲，這增加了與光線追跡通常相關(guān)的泊松統(tǒng)計的空間噪聲。因此，必須增加此類光源的光線數(shù)量以考慮這一點。
第二種選擇是使用波長列表中指定的波長。在這種情況下，用戶可以自由選擇所需范圍內(nèi)的離散波長數(shù)量。鼠標(biāo)右鍵點擊波長列表，訪問 FRED 的波長范圍對話框（如下圖中的紅框選所示）。設(shè)置列表后，再次右鍵點擊以根據(jù)光譜應(yīng)用波長權(quán)重（藍(lán)箭頭）。當(dāng)使用“As specified by list ”選項時，對話框右側(cè)的光譜選擇將被忽略。這種配置的波長標(biāo)簽頁為每個指定波長創(chuàng)建相同數(shù)量的光線。
展開 
圖片光源之位圖光源設(shè)置與分析
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(xì)光源結(jié)構(gòu)。
作為演示，本案例描述了一個位圖光源經(jīng)過理想的1:1中繼透鏡后所成的像。
光源設(shè)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(xì)的光源作為開始，通過右擊鼠標(biāo)并選擇“Create New Detailed Optical Source”在Positions/Directions選項中，我們設(shè)置類型為“Bitmap（points specified by bitmap pixels）”并且導(dǎo)入我們的位圖文件。調(diào)整像素縱橫比的半寬度和高度。
此圖片的像素數(shù)目為339*88=29832；
光線方向的設(shè)定取決于您的特別應(yīng)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(shè)定一般允許我們引導(dǎo)光線朝向中繼透鏡。
當(dāng)我們使用一個位圖作為發(fā)射器，需要對圖像中的每個像素執(zhí)行以下步驟：
1. 光線/像素的指定數(shù)量在每個像素范圍內(nèi)具有隨機(jī)位置。
2. 計算位圖像素的色度坐標(biāo)。
3. 在每個像素的波長有匹配的色度坐標(biāo)的權(quán)重。
4. 每個光線的權(quán)重乘以指定在光源的波長選項卡上加權(quán)因子。
第1項和第2項在光源創(chuàng)建中已經(jīng)處理了。所以，我們需要處理第三項，可以通過設(shè)置光源波長選項。如果創(chuàng)建少于3個波長的光源，那么像素的三刺激色Y值用于設(shè)置權(quán)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(quán)重。讓我們來點開波長選項并指定所需的波長。
展開 使用多光源模式模擬復(fù)雜光源
在照明和成像領(lǐng)域，許多不同的應(yīng)用都需要對復(fù)雜的光源模型進(jìn)行模擬，如光源陣列或擴(kuò)展光源。
因此，我們要展示VirtualLab Fusion最新版本（2021.1）的一個新功能，它可以通過定義和組合不同的光源模式來配置此類光源。這些模式可以被配置為彼此相干或不相干，以允許對完全相干、完全不相干或部分相干的光源進(jìn)行建模。
多個光源的模擬
本文件演示了VirtualLab Fusion中復(fù)合光源的使用，并展示了它可能有用的各種情況的例子。
范西特-澤尼克定理的演示
在這份文件中，我們研究了楊氏雙縫設(shè)置與擴(kuò)展的部分相干源，并證明了范西特-澤尼克定理。
展開 使用多光源模式模擬復(fù)雜光源
在照明和成像領(lǐng)域，許多不同的應(yīng)用都需要對復(fù)雜的光源模型進(jìn)行模擬，如光源陣列或擴(kuò)展光源。
因此，我們要展示VirtualLab Fusion最新版本（2021.1）的一個新功能，它可以通過定義和組合不同的光源模式來配置此類光源。這些模式可以被配置為彼此相干或不相干，以允許對完全相干、完全不相干或部分相干的光源進(jìn)行建模。
多個光源的模擬
本文件演示了VirtualLab Fusion中復(fù)合光源的使用，并展示了它可能有用的各種情況的例子。
范西特-澤尼克定理的演示
在這份文件中，我們研究了楊氏雙縫設(shè)置與擴(kuò)展的部分相干源，并證明了范西特-澤尼克定理。
展開 Ansys Zemax | 用于照明設(shè)計中的光源
本課程提供照明系統(tǒng)中光源的介紹，作為照明系統(tǒng)光源的信息中心。本課是照明學(xué)習(xí)路徑的第二課。在這一課中，將描述照明系統(tǒng)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(tǒng)的起點和支點，可以說是照明設(shè)計中最關(guān)鍵的部分。
簡介：照明系統(tǒng)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(shè)計的數(shù)據(jù)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(dāng)光學(xué)元件遠(yuǎn)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(tǒng)的模擬結(jié)果與實驗結(jié)果不匹配。對于離光學(xué)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(xiàn)實生活相符合的實現(xiàn)結(jié)果。只能說，當(dāng)點光源或平行光束等光源足以代表照明系統(tǒng)時，這類簡化模型對照明系統(tǒng)來說并不是一個錯誤的選擇。如果與近似光源相比，更復(fù)雜的光源不會改變結(jié)果，那么更直接的光源能夠更有效地模擬系統(tǒng)。
不同的光源
雖然光源的數(shù)目很多 ，下面我們將介紹我們在照明設(shè)計中使用的幾個有代表性的光源。
LEDs (發(fā)光二極管)，單片機(jī)驅(qū)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(chuàng)建復(fù)雜的光源模型。
幾何模型：光源的物理模型。二極管、環(huán)形反射鏡、焊線、模具和外部包裝均為幾何建模結(jié)果。一方面，這種方法給出了一個許多假設(shè)符合光源幾何形狀的復(fù)雜光源。
展開 Ansys Zemax | 如何模擬 LED 及其它復(fù)雜光源
小結(jié)
這篇文章介紹了模擬 LED 及其它復(fù)雜光源的方法：
·最簡單的方式或測量數(shù)據(jù)非常少時，使用徑向光源或其他內(nèi)置的光源模型
·由 Radiant Imaging 以及 Opsira 提供的測試數(shù)據(jù)非常準(zhǔn)確并且使用方便，但是無法模擬反射的光線與光源幾何體之間的相互作用
·使用復(fù)雜光源模型可以有效模擬光線反射回光源幾何體上重新成像的情況
ZEMAX軟件技術(shù)應(yīng)用教程專題：用于照明設(shè)計中的光源
本課程提供照明系統(tǒng)中光源的介紹，作為照明系統(tǒng)光源的信息中心。本課是照明學(xué)習(xí)路徑的第二課。在這一課中，將描述照明系統(tǒng)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(tǒng)的起點和支點，可以說是照明設(shè)計中最關(guān)鍵的部分。
作者 Katsumoto Ikeda
簡介：照明系統(tǒng)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(shè)計的數(shù)據(jù)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(dāng)光學(xué)元件遠(yuǎn)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(tǒng)的模擬結(jié)果與實驗結(jié)果不匹配。對于離光學(xué)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(xiàn)實生活相符合的實現(xiàn)結(jié)果。只能說，當(dāng)點光源或平行光束等光源足以代表照明系統(tǒng)時，這類簡化模型對照明系統(tǒng)來說并不是一個錯誤的選擇。如果與近似光源相比，更復(fù)雜的光源不會改變結(jié)果，那么更直接的光源能夠更有效地模擬系統(tǒng)。
不同的光源
雖然光源的數(shù)目很多 ，下面我們將介紹我們在照明設(shè)計中使用的幾個有代表性的光源。
LEDs (發(fā)光二極管)，單片機(jī)驅(qū)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(chuàng)建復(fù)雜的光源模型。
幾何模型：光源的物理模型。二極管、環(huán)形反射鏡、焊線、模具和外部包裝均為幾何建模結(jié)果。一方面，這種方法給出了一個許多假設(shè)符合光源幾何形狀的復(fù)雜光源。
展開 SPEOS 與 Zemax 光源文件轉(zhuǎn)換器
有些光源，如 .IES 文件，可在 SPEOS 和 Zemax 中進(jìn)行載入和讀取。然而，IES 源文件只包含角數(shù)據(jù)，只有當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)位于光源遠(yuǎn)場時才適用。如果我們想要在光源文件中包含位置數(shù)據(jù)，則對應(yīng)的光源文件格式在 SPEOS 和 Zemax 中是不同的。在 SPEOS 中，對應(yīng)文件為 .RAY 文件；在Zemax中，有兩種對應(yīng)文件格式，即 .DAT（單色）和 .SDF（多色）。
在第一部分中，我們描述了 Zemax 與 SPEOS 分別使用的光源文件格式。
在第二部分中，我們描述了如何使用文章中所提供的的 Python 代碼將 Zemax 光源轉(zhuǎn)換為 SPEOS 光源，所使用的示例光學(xué)文件為 rayfile_LCB_G6SP_100k_20210701_Zemax.dat。
在第三部分中，我們描述了如何使用文章中所提供的的 Python 代碼將 SPEOS 光源轉(zhuǎn)換為 Zemax 光源，所使用的示例光學(xué)文件為 rayfile_LCB_G6SP_100k_20210701_Speos.ray。
如果您對于上述轉(zhuǎn)換器有任何疑問，歡迎通過 support@zemax.com 郵箱或 https://www.zemax.com/ 網(wǎng)站直接聯(lián)系 Zemax 技術(shù)支持團(tuán)隊，或者通過 speos_support@ansys.com 郵箱聯(lián)系 SPEOS 團(tuán)隊。
SPEOS 以及 ZEMAX 光源文件格式
在本章節(jié)中，介紹了 Zemax 和 SPEOS 的光源文件格式。但這并不是本文的主要目的，但用戶可以按照這里描述的定義創(chuàng)建自己的 SPEOS 或 Zemax 光源文件。
.RAY、.SDF 和 .DAT 的文件格式都是以二進(jìn)制形式定義的。二進(jìn)制光源文件包含一個數(shù)據(jù)頭結(jié)構(gòu)，然后是每條光線的數(shù)據(jù)。
展開 
VirtualLab光源的配置
?此選項僅可用于產(chǎn)生模式的一個子集以來檢測光源和系統(tǒng)的總體性能。
12.在主窗口中生成光源
?也可以在主菜單中引入一個光源生成器生成諧波場(光源設(shè)置)。
?對于基本光源，可以指定單色或多色的不同相干光源。
?對于部分相干光模式，主窗口中也有可用的生成器。
?這些光源可以用于，如仿真LED，受激準(zhǔn)分子激光器和多模激光器仿真
13.總結(jié)
?VirtualLab中的光源生成器不僅應(yīng)用非常靈活，而且界面友好，易于定義用于進(jìn)一步的模擬或操作的光源場。
?通過標(biāo)準(zhǔn)的方式指定光源所有參數(shù)，使用戶對使用的概念更加熟悉，并可通過相同的步驟配置所有光源。
?VirtualLab中不僅可以模擬基本光源(如球面場、平面場以及高斯光場)也可模擬部分相干光源(仿真LED，受激準(zhǔn)分子激光器和多模激光器)。
展開 Ansys Zemax | 如何模擬 LED 及其它復(fù)雜光源
兩種方式也可以同時使用：定義復(fù)雜物體的同時使用測量的文件光源發(fā)射初始光線。
小結(jié)
這篇文章介紹了模擬 LED 及其它復(fù)雜光源的方法：
最簡單的方式或測量數(shù)據(jù)非常少時，使用徑向光源或其他內(nèi)置的光源模型
由 Radiant Imaging 以及 Opsira 提供的測試數(shù)據(jù)非常準(zhǔn)確并且使用方便，但是無法模擬反射的光線與光源幾何體之間的相互作用
使用復(fù)雜光源模型可以有效模擬光線反射回光源幾何體上重新成像的情況
Ansys Zemax / SPEOS | 光源文件轉(zhuǎn)換器
本文解釋了如何在 SPEOS 與 Zemax 之間轉(zhuǎn)換二進(jìn)制光源文件。
下載
聯(lián)系工作人員獲取附件
簡介
在本文中，為用戶提供了一組Python代碼，用于在Zemax和SPEOS之間轉(zhuǎn)換源文件。
有些光源，如 .IES 文件，可在 SPEOS 和 Zemax 中進(jìn)行載入和讀取。然而，IES 源文件只包含角數(shù)據(jù)，只有當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)位于光源遠(yuǎn)場時才適用。如果我們想要在光源文件中包含位置數(shù)據(jù)，則對應(yīng)的光源文件格式在 SPEOS 和 Zemax 中是不同的。在 SPEOS 中，對應(yīng)文件為 .RAY 文件；在Zemax中，有兩種對應(yīng)文件格式，即 .DAT（單色）和 .SDF（多色）。
在第一部分中，我們描述了 Zemax 與 SPEOS 分別使用的光源文件格式。
在第二部分中，我們描述了如何使用文章中所提供的的 Python 代碼將 Zemax 光源轉(zhuǎn)換為 SPEOS 光源，所使用的示例光學(xué)文件為 rayfile_LCB_G6SP_100k_20210701_Zemax.dat。
在第三部分中，我們描述了如何使用文章中所提供的的 Python 代碼將 SPEOS 光源轉(zhuǎn)換為 Zemax 光源，所使用的示例光學(xué)文件為 rayfile_LCB_G6SP_100k_20210701_Speos.ray。
SPEOS 以及 ZEMAX 光源文件格式
在本章節(jié)中，介紹了 Zemax 和 SPEOS 的光源文件格式。但這并不是本文的主要目的，但用戶可以按照這里描述的定義創(chuàng)建自己的 SPEOS 或 Zemax 光源文件。
.RAY、.SDF 和 .DAT 的文件格式都是以二進(jìn)制形式定義的。二進(jìn)制光源文件包含一個數(shù)據(jù)頭結(jié)構(gòu)，然后是每條光線的數(shù)據(jù)。
展開 ZEMAX | 如何使用極探測器和 IESNA / EULUMDAT 光源數(shù)據(jù)
捕獲發(fā)射到 4*pi 球面度的光線的能力使極探測器能夠?qū)θ魏?em>光源特性進(jìn)行顯示。現(xiàn)在極探測器中含有關(guān)于封裝的 LED 的信息，可以將這些數(shù)據(jù)導(dǎo)出為 IES 或 LDT 文件。
Led 示例：導(dǎo)出光源
導(dǎo)出光源數(shù)據(jù)工具用于將存儲在極探測器上的輻射強(qiáng)度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 IES 或 LDT 格式。為確保能量分布仍然存儲在探測器上，點擊：分析 ( Analyze ) >探測器工具 ( Detector Tools ) >輸出極性探測器數(shù)據(jù)作為 IES/LDT ( Export Polar Detector Data as IES/LDT ) ，打開導(dǎo)出光源數(shù)據(jù)工具。
按照下圖進(jìn)行設(shè)置并點擊 “OK”。
這就是創(chuàng)建 IESNA 或 EULUMDAT 光度數(shù)據(jù)文件的全部內(nèi)容！任何非序列光源或光源的組合都可以用來創(chuàng)建光源文件，只需簡單地進(jìn)行極探測器定義和光線追跡。
要驗證導(dǎo)出的強(qiáng)度文件，可以使用 EULUMDAT 文件光源 ( Source EULUMDAT File )類型導(dǎo)入 LDT 文件。本文附件中的另一個文件 “l(fā)ed_model_LDT.zar” 中只包含此光源和極探測器，現(xiàn)在打開它。
請注意，將 EULUMDAT 文件光源建模為點光源，而不是原始光源那樣的橢圓體。根據(jù)極探測器記錄的輻射強(qiáng)度文件來選擇光線方向。進(jìn)行光線追跡，并將輻射強(qiáng)度文件與原系統(tǒng)進(jìn)行比較。
像剛才那樣比較結(jié)果，請記住，EULUMDAT 文件光源放置的位置，與初始時相對于極探測器的位置一樣，并且光源和極探測器的屬性應(yīng)該與記錄數(shù)據(jù)時相同。
· 掃碼關(guān)注我們 ·
如果您對產(chǎn)品感興趣，或需要技術(shù)支持，歡迎致電垂詢！
展開 