LightTools5(五)

1、 光學元件表面的光學屬性可以分為： 1、平面光學模式； 2、簡單鏡面模式； 3、吸收模式； 4、Grating模式； 5、菲涅爾薄透鏡模式； 6、簡單散射模式； 7、高級散射模式； 8、引用檔案模式。零、分類平面光學屬性表示該平面內(nèi)任意一點屬性都相同，光線無論在區(qū)域中哪個部分入射都會產(chǎn)生完全相同的效果。又可以分為1、透射/全反射；2、分裂光線；3、僅透射光線；4、僅反射光線；5、僅全反射光線。一、平面光學屬性軟件模擬光線經(jīng)過兩種透明材料界面時，通過折射定律和空間關系計算出折射光線的方向，然后繼續(xù)模擬折射光線的前進路徑。當光線滿足全反射條件時（從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)），軟件也模擬光線經(jīng)過全反射后

2、的反射光路。該模式下如果入射光線有反射光線（反射光線能量比例不為零），對反射光線不做模擬計算。1、透射/全反射參數(shù)說明Reflectance：反射光占據(jù)入射光能量比（在當前模式不會計算反射光路）；Transmittance：透射光所占入射光能量比；Abosrption：吸收能量。Preferrec Direction：默認光線傳遞方向。高級選項菲涅耳半波損失：光線從光疏介質(zhì)射到光密介質(zhì)時，反射光和入射光相位相差180?？紤]菲涅耳半波損失添加薄膜（默認為1/4波長增透膜）偏振方向（默認線偏振光）2、分裂模式 模擬光線照射到表面時會分裂成反射光線和折射光線兩束光線，默認能量比例為50%：50%。

3、如果某條光線能量比例為零，則不模擬計算該光線光路。 Preferred Direction ：選擇模擬計算哪一條光線光路。為了提高模擬計算效率，當光線分裂時，只選擇模擬計算其中一條光線光路。Dominant Direction Only:當入射光線在表面發(fā)生分裂時，能量被分配到反射和折射兩條光線中，如果能量分布不均勻（非1:1），系統(tǒng)只模擬計算所含能量較高的一條光線。Probabilistic Ray Split:當入射光線在表面分裂時，根據(jù)能量的比例作為概率選擇模擬計算反射還是折射光線光路。分裂選擇入射光線一共有十一條，在表面發(fā)生入射時，反射光線能量為40%，透射光線能量60%，則反射光線概

4、率為40/（40+60）=0.4。模擬計算反射光線條數(shù)約為11*0.44.4條。模擬折射光線條數(shù)約為11*0.66.6條。 。概率分布范例其中九條入射光線計算其反射光線，二條計算入射光線。其中五條入射光線計算其反射光線，；六條計算透射光線。3、僅透射/反射模式僅透射模式：和第一種相同，當模擬光線入射平面時，根據(jù)折射定律計算模擬折射光線光路，不計算反射光線光路。當發(fā)生全反射時不計算反射光路，模擬計算終止。僅反射模式：當模擬光線入射平面時模擬計算反射光線光路，不計算透射時折射光線光路。無論能量是否為零。模擬光線入射時，如果滿足發(fā)生全反射條件則模擬計算反射光線光路，否則停止計算該光線光路，終止模擬。

5、例：上下表面均為全反射模式，右邊為折射模式，左邊為全反射模式。光線在上下表面發(fā)生全反射，當光線到達左邊時，不滿足全反射條件，因此光線不會射出，自動停止。4、僅全反射模式二、簡單散射模式1、朗伯散射；2、高斯散射；3、余弦散射；入射光線表面法線反射方向散射光線能量分布1、朗伯散射 特征：散射光以平面法線方向為最強光線I0，其他方向的光線強度為I0cos。 1、設置是透射朗伯散射還是反射朗伯散射。 2、設置散射光線的能量比例。 3、設置每條入射光線被散射成多少條光線。朗伯分布示意圖反射和透射朗伯分布P()：方向的光強；P0：反射方向的光強；2、高斯散射高斯散射參數(shù)能量分布散射光線條數(shù)菲涅爾半波損失

6、能量保護能量保護除了朗伯散射以外，其他散射模式有可能出現(xiàn)下面的情況。紅色陰影部分表示根據(jù)程序設置計算出來的散射光。這些散射光會出現(xiàn)在表面兩側，導致程序錯誤，所以需要打開“Force Energy Conservation”。能量保護作圖P()=P0cosNN越大，散射光線越集中于反射方向。N=0時為朗伯散射。3、余弦散射1、線形光柵；2、環(huán)形光柵；3、多項式光柵。三、光柵模式（衍射）1、線形光柵參數(shù)選擇是透射光柵還是反射光柵能量分布衍射級數(shù)：顯示衍射光線的級數(shù)光線被衍射光柵分開形成若干條平行條紋時，中間的條紋稱為0級條紋，從中間向左右兩邊依次為-1/+1級條紋，-2/+2級條紋，-3/+3級條

7、紋，等等。用級數(shù)設置可以模擬計算該條紋所對應的衍射光線光路。其他衍射光線雖然存在，但系統(tǒng)不模擬計算其光路。所有衍射光線能量都相等，等于入射光線能量乘以透射/反射系數(shù)。衍射級數(shù)半邊衍射光線兩邊衍射光線光柵幾何形狀光柵常數(shù)（周期），必須足夠小才有比較明顯的衍射效應。這個值越小，同一波長的光被分散的角度越大。光柵方向矢量。方向為從原點到點X（x，y，z）的方向。垂直入射的光被色散分布在和該方向平行的平面內(nèi)（X和Z為零時，Y取任意正數(shù)值都只代表一個方向）。光柵常數(shù)0.01mm光柵常數(shù)0.002mm光柵方向矢量平行坐標軸光柵方向和Y軸平行，散射光扇面和Y軸平行（在YZ平面內(nèi)）。光柵方向和X軸平行，散射光

8、扇面和X軸平行（在XZ平面內(nèi)）。光柵方向和衍射光平面光柵方向為從原點（0,0,0）到點（3,3,0）的矢量方向。光線垂直入射（從當前視角看來只是一個點）。衍射光線分布扇面和光柵方向平行（當前視角看是一條直線）。2、環(huán)形光柵四、菲涅耳透鏡 菲涅爾透鏡多是由聚烯烴材料注壓而成的薄片，鏡片表面一面為光面，另一面刻錄了由小到大的同心圓。菲涅爾透鏡作用有兩個：一是聚焦作用；二是將探測區(qū)域內(nèi)分為若干個明區(qū)和暗區(qū)，使進入探測區(qū)域的移動物體能以溫度變化的形式在PIR上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號。五、完全散射模式為了提高計算效率，可以對散射平面指定一個圓/錐體，讓所有的散射光線都指向該圓/錐體。該圓/錐體僅對散射平面有效。參考光源的照射方向球。目標圓未使用Weighted模式時，模擬光線大部分使用重要樣品做參考，這種運算方式的優(yōu)點是一方面