今天是2020年的下半年第三天！上半年所有的艱辛苦難都是為了下半年的驚喜連連，無(wú)論怎樣都要努力生活呀~今天也讓我們一起來(lái)學(xué)習(xí)有趣的文章吧：

如何在OpticStudio 中建模擴(kuò)散片

一、概述

本文介紹了如何在 OpticStudio 中建模 Luminit 公司制造的光學(xué)整形擴(kuò)散片(LSD , Light Shapping Diffusers)。擴(kuò)散片能利用其結(jié)構(gòu)上的微小透鏡陣列對(duì)光束進(jìn)行擴(kuò)散和整形，消除照度不均，也能減少光學(xué)系統(tǒng)中的眩光和重影。且經(jīng)過(guò)擴(kuò)散片后光束也只分布在一定的范圍，因此可以實(shí)現(xiàn)高效照明。多種顏色LED的光束可以通過(guò)擴(kuò)散片進(jìn)行高質(zhì)量地融合。

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二、簡(jiǎn)介

Luminit 公司制造的擴(kuò)散片波長(zhǎng)范圍是400nm-1600nm，寬波長(zhǎng)范圍保證了光源能夠均勻地透過(guò)。其結(jié)構(gòu)是在聚碳酸酯和丙烯酸酯的基底上隨機(jī)放置微米尺寸的透鏡，以此來(lái)消除光源的不均勻性，同時(shí)獲得擴(kuò)散至任意角度的高均勻度光束。此外，其透射率也非常高(85%~92%)，可以實(shí)現(xiàn)高效照明。

擴(kuò)散片在工業(yè)光源、高品質(zhì)的日常照明以及其他多種照明環(huán)境中均有廣泛應(yīng)用。

擴(kuò)散片在工業(yè)光源、高品質(zhì)的日常照明以及其他多種照明環(huán)境中均有廣泛應(yīng)用。

三、建模

下面介紹在OpticStudio 中利用BSDF建模LSD的方法。本例中光源為白色LED，Z軸上距離光源15mm的位置放置LSD擴(kuò)散片，LSD后100mm處放置矩形探測(cè)器，非序列元件編輯器的設(shè)置如下圖所示。

光源類(lèi)型采用“徑向光源”全光束2.04流明，光強(qiáng)與角度關(guān)系如下圖所示：

沒(méi)有LSD擴(kuò)散片時(shí)，探測(cè)器顯示的照度分布如下所示：

四、設(shè)置LSD擴(kuò)散片

您可以從附件中下載本例所需的BSDF實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)由optical solution 提供。 首先，將下載好的文件放置在 Zemax 根目錄下的 SccatterData 文件夾中。然后將物體2的類(lèi)型設(shè)置為“矩形”打開(kāi)物體2的屬性，選擇鍍膜/散射標(biāo)簽，勾選 BSDF，并在透射一欄中選擇我們下載的文件“LSD_80deg.bsdf”。本例中，我們將散射比例設(shè)置為1，即代表光線100%產(chǎn)生散射；光線數(shù)為1，即一根入射光線產(chǎn)生1根散射光線。 設(shè)定完成后點(diǎn)擊“OK”，執(zhí)行光線追跡，在執(zhí)行前請(qǐng)勾選“光線散射”，如果光線數(shù)設(shè)置為了大于1的數(shù)，則“光線分裂”也需要勾選。3D布局圖如下所示：

光線追跡后，探測(cè)器上照度分布如下所示：

可以看出，LSD擴(kuò)散片產(chǎn)生了作用。

五、多個(gè)光源實(shí)現(xiàn)均勻照射

上文中我們僅采用了一個(gè)白光LED光源，現(xiàn)在我們將16個(gè)同樣的光源排列成4×4的陣列，并利用LSD擴(kuò)散片對(duì)一塊區(qū)域進(jìn)行均勻照射。非序列元件編輯器的設(shè)置如下所示：

光源和LSD擴(kuò)散片距離為6mm LSD擴(kuò)散片和矩形探測(cè)器距離為200mm。將光源分布設(shè)置為“矩形”，X方向數(shù)4個(gè)Y方向數(shù)4個(gè)，X間隔100mm，Y間隔100mm。如下圖所示：

進(jìn)行光線追跡，在沒(méi)有LSD擴(kuò)散片時(shí)，探測(cè)器顯示的探測(cè)結(jié)果如下圖：

然后，將物體2按上文方法設(shè)定為“LSD_40deg.bsdf”。再次進(jìn)行光線追跡。3D布局圖如下所示：

追跡后探測(cè)器分布如下所示：

Y方向上中央界面的光強(qiáng)圖如下所示：

可以看出實(shí)現(xiàn)了良好的均勻性。