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光束足跡分析
時間:2016-03-09 10:35來源:訊技光電作者: 技術(shù)部點擊:次打印
簡介
 
當一個分析請求執(zhí)行時,重要的是記住在FRED中的分析面只是在光線追跡結(jié)束后的后處理(過濾)光線。在光線追跡的過程中,它們不收集光線信息,無論光線的軌跡是否穿過分析網(wǎng)格。那么問題來了,“如何分析在光線追跡的過程中光線穿過光學空間的光場?”
 
一種選擇是使用FRED探測器實體(Detector Entity)結(jié)構(gòu)。探測器實體與分析面類似,不過它們可以放在任何光學空間,而且可以在光線追跡的過程中動態(tài)地收集光線信息(即光線穿過它們的收集網(wǎng)格)。目前,探測器實體對于相干或偏振光不起作用,只可以執(zhí)行輻照度、照度和彩色圖像的分析。
 
盡管FRED沒有一個內(nèi)置的“光束足跡分析”程序,但我們將在FRED中使用探測器實體結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)類似的功能。
 
設(shè)置計算
 
文章使用如下圖像所示的光學系統(tǒng)。我們的目的是分析沿著如下所示的光路多個平面的處的光束足跡。
 
為了捕捉在光線追跡中光線透過每個我們感興趣平面的足跡,我們將會使用FRED中的探測器實體結(jié)構(gòu)。探測器實體是一種分析節(jié)點的類型,它可以在光線追跡中與光線相互作用,可以定義多種多樣的形狀。光線相互作用,與光線濾光(一個后追跡過程)截然相反,使探測器實體能夠在任何光學空間任何時間動態(tài)地收集數(shù)據(jù)。探測器實體本身能收集三個不同時間的數(shù)據(jù):在光線追跡中(即,使用在追跡中任何時刻與探測器實體相交的光線),剛好在光線追跡后(即,“終止”在探測器實體上的光線),或者根據(jù)請求(即,請求時“在”探測器實體上的光線)。在一個具有和探測器實體相同名字的分析結(jié)果節(jié)點中,對于每個探測器實體來說,光線面元的結(jié)果對用戶來說是可獲得的。記住,因為探測器實體在光線追跡中時是交叉的,您不應(yīng)該放置一個探測器實體與結(jié)構(gòu)中的其他表面重合。不遵守這個規(guī)則可能會導致不一致的結(jié)果,這歸因于與交叉重合的對象相聯(lián)系的歧義性。
 
與該文檔對應(yīng)的示例文件有5個平面探測器實體,位于系統(tǒng)中我們感興趣的平面上。這些探測器實體位于對象樹的分析面文件夾中,如下圖所示。
 

 
讓我們來看看對于“光源平面”探測器實體詳細的控制。對于該探測器實體,平面X和Y尺寸范圍明確的限制為+-3,網(wǎng)格沿著A和B軸(X和Y)的分辨率設(shè)置為201,沿著整個寬度。正在做的計算是輻照度,用于分析的數(shù)據(jù)正在“追跡中”被收集。盡管對于我們的例子來說這并不重要,探測器實體可以收集橫跨表面任何一個方向的光線數(shù)據(jù)。最后,探測器實體不吸收光線。
 
 
盡管探測器實體結(jié)構(gòu)不允許執(zhí)行一個位置點圖分析(這是您會經(jīng)常在光束足跡分析中看到的),我們可以通過將軸分辨率設(shè)置的很高,從輻照度分布中得到相同類型的數(shù)據(jù)。在本例中,對于我們的探測器實體,我們選擇了201*201。此外,重要的是我們的探測器實體正在“追跡中”收集信息。畢竟,我們想知道當光線穿過我們感興趣的平面的光束足跡。最后,對于所有探測器實體,除了最后一個,我們希望光線能夠不帶任何光學效應(yīng)的穿透過平面。為了獲得這個,我們設(shè)置了探測器實體,這樣它就不會吸收光線。最后一個探測器實體,無論如何,應(yīng)該吸收光線,因為在我們的系統(tǒng)中,它更像一個物理探測器在起作用。
 
同樣要注意的是,探測器實體平面的位置將會與結(jié)構(gòu)的另一片重合(例如我們透鏡的頂點),為了避免重合,我們需要將探測器實體相對于表面進行一些微小的偏移。
 
執(zhí)行計算
 
隨著探測器實體根據(jù)前面部分的描述配置完畢,在光線追跡中,光束足跡的計算會自動的執(zhí)行。一旦光線追跡完成了,每個探測器實體將會生成一個分析結(jié)果節(jié)點(Analysis Results Node),位于對象樹的分析結(jié)果文件夾中。
 
如果您在模型中沒有看到所有的ARNs,請檢查系統(tǒng)“Number of ARNs to
retain (-1 = keep all)” 要保持的ARNs數(shù)目(-1=保持所有)”喜好設(shè)置。
 
通過在每個ARN節(jié)點上點擊鼠標右鍵,您就可以選擇“顯示在圖表”選項,以查看計算結(jié)果。從這里,圖表窗口提供了用于顯示統(tǒng)計數(shù)據(jù)和修改數(shù)據(jù)的選項,這和任何其他的標準FRED圖表是一樣的。
 
 
實例下載鏈接:http://pan.baidu.com/s/1gedgcmf
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