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        新版功能
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        LightTools 9.0 版本

        LightTools 9.0版本已正式發布,此次簡報我們就來詳細介紹下9.0版本的新功能以及加強功能。

        1、模擬仿真增強

        1-1、雙折射率材料

             非常受歡迎的功能之一,用于創建偏光元件:波片、延遲器、顯示器、頭戴式AR/VR、生物醫學儀器設備等,此功能添加到高級物理模塊中

             優勢:允許用戶對單軸或均勻雙軸材料進行建模,以用于高級建模設計(目前版本只支持單軸建模,后續版本會增加雙軸建模)

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        圖1:雙折射率材料建模

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        圖2:雙折射率材料模擬效果

              您可以在用戶材料管理器中定義單軸和雙軸材料

        –輸入單軸材料的兩個折射率(方解石,石英)

        –輸入雙軸材料的三個折射率 (黃玉, 云母)

        –折射率由插值列表定義

        可以在元件實體上輸入晶體軸方向

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        圖3:雙折射率材料晶體坐標軸定義

             光線分光選項可以指定兩種光線,僅普通光線,僅異常光線,或任意所選光線在雙折射率材料中的傳播顯示情況

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        圖4:雙折射率材料的分光顯示

        1-2、偏振模擬分析

             顯示偏振態的數據隨著雙折射材料的添加而增加

        –橢圓偏振

        –偏振度

        –方向和左右手定則

             優勢: 提供空間或角度圖以顯示偏振狀態和方向,從而改善對所有偏振系統的分析

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        圖5:新偏振狀態圖

        1-3、模擬仿真更新

             模擬光線數

        –起始模擬光線數現在增加到1 萬億根

        –偽隨機和Sobol采樣都支持

             優勢:允許用戶運行大量的蒙特卡洛光線,這些光線可用于低效率系統模擬     

            污染散射更新

        –LightTools 8.7中引入的污染物散射模型基于IEST CC1246D標準

        –散射類型已得到增強,允許用戶自己輸入標準中未指定的自定義粒徑(微顆粒半徑大小)分布

             優勢:為用戶提供更大的靈活性來定義表面上的污染物分布類型

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        圖6:模擬仿真增強

        1-4、多層膜模擬更新

             新多層膜模擬:

        –平滑光學屬性

        –與模型文件一起保存

        –取代用戶自定義光學特性(UDOP),并顯著提高模擬運算速度 

        –取代舊的薄膜編輯器

        優勢:

        –允許用戶根據實際堆棧數據模擬膜層

        –支持色散基板

        –從第三方設計工具讀取堆棧數據

        –允許徑向和均勻縮放

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        圖7:新膜層設置位置

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        圖8:新膜層定義窗口


        1-5、散射定位區支持實測的BSDF散射表面

             測量得到BSDF數據經常會用于散射表面以準確模擬系統表面特性,使用實測BSDF數據的主要缺點之一就是缺乏目標區域的支持(重點采樣),LightTools 9.0 初次引入散射定位區支持實測的BSDF散射表面

             優勢: 在使用實測BSDF散射表面,我們僅需要考慮部分散射分布時,此功能可以明顯提高光線追跡效率

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        圖9:使用散射定位區后的結果

        1-6、混合模擬中波長匹配選項

             混合模擬使用正向追跡和反向追跡相結合的方法來處理蒙特卡洛光線追跡計算,很大程度上提高了下面模擬的運算速度及精度問題

        –在散射分布較廣的表面時非常有效

             混合模擬高級選項中新增加波長匹配選項

        –該選項包含一個波長積分范圍

        –在進行復色模擬時以及當接收器與散射表面之間的模型中存在顏色劃分(例如彩色塑料或鍍膜光學元件)時,應使用該值

             優勢: 在某些情況下提高混合模擬結果的色彩精度

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        圖10:波長匹配選項

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        圖11:使用與不使用該參數比較

        1-7、光線功率閾值

             當運行一次蒙特卡洛光線模擬時,非常重要的輸入參數之一是相對光線功率閾值。此值確定是否由于低功率而終止蒙特卡洛光線追跡

        –當光線低于相對于其起始功率的輸入閾值時,光線將被停止追跡

        –此參數適用于所有模擬類型(正向,反向和混合追跡)

             在LightTools 9.0 中,模型中的所有模擬將具有相同的光線閾值

        –更改一個模擬或在“首選項”對話框中的值,將更改所有當前和添加的模擬值

             優勢: 協助用戶在模型中的所有模擬保持一致的模擬參數,從而避免意外錯誤

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        圖12:光線功率閾值

        1-8、人眼視覺改進

             人眼色調映射用于調整顏色亮度圖像,以更緊密地代表人眼的感知。人眼色調映射器中添加了一些新設置以擴展功能,包括:

        –暗角映射可在弱光條件下更好地呈現顏色

        –亮暗陰影的保存亮度色調映射調整用于調整顏色感知

        –色調映射調整后,現在可以應用伽瑪校正

             僅適用于固定孔徑的空間亮度計

             優勢: 提高人眼色調映射器的靈活性,以創建人眼感知的準確圖像

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        圖13:人眼色調映射

        1-9、固定分光選項改進

             Harvey-Shack 和ABg散射模式用于描述具有高拋光度的鏡頭表面散射現象

        –對透鏡系統中的雜散光建模很有用

             固定分光選項的添加增強了這些散射類型,現在允許用戶手動輸入分光比

        –以前的版本將分光比設置為50/50,這可能會通過快速耗盡主光束而導致光束列中具有多個此類表面的系統出現問題

             優勢:

        –允許您在具有大量高拋光表面的光學系統中有效使用固定分光選項

        –通過向下調整分光比,使得足夠數量的光線將穿過主光束,同時仍會產生大量散射光線以進行雜散光分析

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        圖14:固定分光


        2、幾何建模增強

        2-1、曲面現在可用于BPO背光優化

             BPO背光優化工具主要用于:通過優化網點大小分布或密度以達到目標分布。對于LightTools 9.0 ,BPO將支持曲面上網點的優化

        先激活曲面模式, 在曲面標簽下點擊激活曲面選項

        設置接收器參數,例如偏移距離和曲面法線設置,然后單擊使用接收器生成匹配的彎曲接收器以進行優化

             優勢:使您可以優化更復雜的背光幾何模型

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        圖15:曲面BPO背光優化

        2-2:掃掠實體的扭曲控制

              掃掠實體通常用于導光管開發,如:DRLs。我們在掃掠實體的長度上添加了更精確的扭曲控制,用戶現在可以輸入掃掠輪廓的旋轉,作為沿著掃掠路徑長度的位置函數(歸一化為0到1)

              優勢:

        –允許更全面地控制扭曲行為

        –為光導管設計實用工具和常規光導管應用工具提供新的設計選項–提供本地控件參數以用于優化和公差分析

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        圖16:旋轉扭曲控制

        2-3、自由曲面設計:第一個面的定制

              現在可以將兩面自由曲面透鏡的第一面設置為定制面,在自由曲面透鏡設計中為實現第一個表面的定制:

        –在鏡頭表面標簽,點擊包含第二個鏡頭表面選項并確定表面類型為二次曲面

        –在變形修正標簽上,設置表面定制為第一個表面,并點擊啟用二次光學的變形校正選項

        –設置其余設置,并像平常一樣計算自由曲面

        –在變形校正標簽下,點擊推測和計算自由曲面按鈕,必要時可能需要多次點擊直到評價函數接近0

              優勢:

        –允許在控制第二個表面的形狀的同時定制第一個表面

        –使其具有平坦的外表面

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        圖17:自由曲面設計

        2-4、自由曲面設計:橢圓形光源定位區

              使用自由曲面設計時,用戶必須指定自由曲面光學元件的收集區域

        –該區域可以使用空間規格或角度規格

             對于LightTools 9.0 ,我們為空間和角度光源目標定義添加了“橢圓”選項。

              優勢:允許創建橢圓形自由反射器或透鏡

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        圖18:自由曲面設計-橢圓定位區

        2-5、理想透鏡更新

              理想透鏡光學特性提供了一種使用簡單光學屬性將光聚焦在平坦,充滿空氣的基板上的方法

        –在光學屬性管理器中從庫中加載 > Surface Finishes >Perfect_Lens.1.opr

              對于LightTools 9.0 ,添加了新的鏡頭映射類型,可以模擬滿足阿貝正弦條件的鏡頭

        –阿貝模式現在是默認的映射模式

        –用戶指定焦距和倍率

        –其他映射模式包括Tan-Theta,Sin-Theta和F-Theta

              優勢:提供一種簡便的方法來建模聚焦透鏡系統,該系統遵循物理定律,并且在進行照明分析時可逆運算

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        圖19:理想透鏡


        3、實用工具庫增強

        3-1、新的表面選擇實用工具

              實用工具庫中新增表面選擇實用工具

        –Tools> Utility Library > Geometry > Surface Selection

              該實用工具允許用戶通過在3D設計視圖中進行選擇或通過按序號搜索來創建表面列表(例如實體的每個第三表面),對于列表上的表面,您可以:

        –給它們重新命名

        –更改它們的光學屬性

        –給它們添加接收器

        –把它們更改為物方光源的發光表面

        –創建一系列表面坐標系

              簡單操作:右鍵點擊列表并在下拉菜單中選擇渴望操作

              優勢: 極大地簡化了復雜對象的多個表面的選擇

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        圖20:表面選擇實用工具

        3-2、實例模型庫得到改進

              實例模型庫得到更新,現在可以更輕松地瀏覽和定位模型

        –相關的多重實例現在可以同時顯示

        –包括更多說明性文字

        –示例文檔將得到更新,格式更加統一

              優勢: 界面更新后,可以輕松查看目錄中的所有模型或與關鍵字搜索匹配的模型

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        圖21:新實例模型庫界面

        4、易用性增強

        4-1、保存和恢復視圖

             保存模型時,LightTools 9.0 會同時保存打開視圖的位置和布局

        –添加了首選項以自動保存和還原

        –默認設置為on

        –可以進行手動操作

             優勢: 通過保持首選的工作布局來提供工作的連續性

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        圖22:保存和恢復視圖

        4-2、調整視圖選項

              對于復雜的模型,將視圖放大到選定的實體或曲面可能很有用,在系統導航中選擇對應元件名稱,然后鼠標右鍵點擊并選擇Fit View to Selected Object

              優勢: 輕松的在復雜模型中找到所選零件

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        圖23:調整視圖效果

        4-3、別名一覽表

             要定義與模型參數綁定的拾取和參數表達式,首先需要將這些參數定義為別名,現在,別名一覽表包含在主別名標簽下

              優勢: 一覽表使查看已定義別名及其關聯值的列表變得容易

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        圖24:別名一覽表

        總結:

        LightTools 9.0 目前已正式發布,新功能包括:

        –雙折射率材料, 單軸或雙軸

        –偏振繪制

        –增加蒙特卡洛模擬光線數的上限

        –實測BSDF 表面屬性現在可以使用散射定位區

        –集成薄膜功能

        –BPO曲面優化

        –混合模擬顏色模擬增強

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