基于LightTools的大口径积分球辐射特性仿真

为了研制辐射特性相对理想的大口径积分球,采用LightTools仿真分析了5种光源位置和3种照明模式,共15种直径为3 m积分球模型的辐照度面均匀性和朗伯特性。相比依靠经验设计积分球,计算机仿真研究具有周期短、成本低、重复性高等优点。仿真结果表明:照明模式和光源位置对积分球开口处辐照度面均匀性影响很小;而对开口处朗伯特性产生较大影响。首先,光源方向上的朗伯特性最差,其次,对称式照明模式则会改善朗伯特性,另外,随着光源与积分球前后半球交汇面的距离不断增加,积分球的朗伯特性逐步变优。最后,测试了直径为3 m积分球在不同照明模式下的辐照度面均匀性、光源方向和垂直方向的朗伯特性,实测辐射特性与仿真结果相吻合。

基于CODEV和LightTools的成像系统初级鬼像分析

对鬼像的基本概念和形成原因进行了介绍与分析,提出了利用光学设计软件CODE V定性分析与光机适配性软件LightTools定量分析相结合的鬼像仿真分析方法。使用lightTools软件仿真与系统探测器归一化真实响应照度值相比较找出鬼像路径,给出改进措施。对验证实验中给定的电视成像光学镜头的鬼像路径进行计算和仿真,计算结果表明,镜头轴上鬼像路径的归一化响应照度为3.5×10^(-5),小于探测器的归一化响应范围9.85×10^(-5)~1,探测器无响应,即不产生鬼像,证明该仿真分析方法正确可行。

基于Lighttools和Matlab的内辐射杂光分析方法研究

针对红外系统内辐射杂光对系统成像影响严重的问题,以一个具体红外系统为例,基于Lighttools和Matlab软件,提出一种适用于红外系统的内辐射杂光分析方法。针对分析结果所确定的需要重点消除杂光的表面,提出了相应的杂光消除措施。经验证,该方法对于寻找内辐射杂光来源,消除内辐射杂光具有很好的效果和适用性。

基于LightTools的大口径月球模拟器设计与准确度分析

为了满足月球敏感器和导航敏感器对月球目标的观测需要,设计了大口径高辐亮度月球模拟器,其有效辐照面积为Φ2 000mm.利用照明分析软件LightTools,通过建模与追迹方法对模拟器的月相、辐亮度和均匀度进行设计、仿真和分析.设计月相目标与月球亮度控制系统,对14种典型月相及其辐亮度进行实时控制,提出LED灯阵的辐亮度修正方法提高系统均匀度.测试结果表明:经过修正后,模拟器的辐亮度均匀度优于15.7%.该模拟器可作为月球观测目标供敏感器识别.

LightTools在LED背光设计中的应用

在背光的设计中,一个主要的目标和挑战是保证在垂直于光的传播方向上提升光的利用效率。在背光模组中是通过导光板来实现这一目标的,设计的关键就在于找到一种合理的网点分布以获得均匀的亮度分布。利用光学软件模拟可以自动优化这一过程从而简化设计流程。

LightTools软件在均匀光分布的照明系统设计中的应用

以模拟单颗LED的均匀配光为例,介绍了LightTools软件在照明系统设计中的应用,以便更进一步地掌握和使用LightTools软件。文中借助LightTools软件,在单颗LED上建立反光杯模型,在反光杯出光口建立透镜阵列,并在目标照射面上建立目标区域的强度网格,通过LightTools软件的优化模块进行优化后,可在目标区域得到均匀的光强分布。利用LightTools软件进行辅助设计和优化模拟,具有很高的可信度,也可以大大缩短照明设计的周期。

基于LightTools软件的微光光学系统杂散光分析

为解决低照度微弱信号探测的微光光学系统杂散光问题,研究了杂散光的原理和特性。利用光学系统建模软件LightTools对微光光学系统进行仿真建模,并开展杂散光分析。为减少杂散光,在物镜筒的筒壁加工消光螺纹,并针对不同形式的消光螺纹,开展了能量仿真模拟。仿真结果表明,采用螺距0.35 mm的消光螺纹,能够将杂散光系数从7%降低到4%。仿真分析结果与实验结果一致,为其他微弱信号探测光学系统在设计阶段对杂散光进行消除提供了指导。

基于LightTools的PCB曝光机照明系统设计与研究

随着电子行业的迅速发展,对作为电子元器件基本构件的印制板的需求量及其加工精度的要求越来越高。紫外线曝光机是印制板制造工艺中的重要设备,光学曝光过程中对光照均匀性的要求很高。基于照明设计软件LightTools,设计了一种新的曝光机照明系统。通过大量的仿真模拟对系统进行优化。实验表明,优化后的照明系统设计使得光照度的均匀性在原来的基础上提高了8倍,在有效的视场范围内,光强分布均匀稳定,达到了PCB曝光机照明系统的要求。

120A列车照明设计仿真分析

文章对客室照明设计方案和灯具选型进行了阐述,利用DIALux软件对120 A客室照明强度进行仿真,并通过装车验证分析对客室照明方案进行验证,为轨道车辆客室照明设计提供了指导性意见.

LightTools专业软件设计平台对光电信息科学与工程专业大学生职业能力的培养

本文探讨了Light Tools专业软件教学对培养光电信息科学与工程专业大学生职业能力的作用,分析了Light Tools专业软件的教学理念,提出了案例教学的软件教学方法,以实现激发大学生软件学习兴趣,提高他们综合运用所学知识分析和解决问题的能力的目的。

3A级大型脉冲式太阳模拟器的仿真与实现

在光学仿真软件LightTools环境下设计了一种由长弧氙灯、椭球面矩形反射体、光学挡光板等部件构成的大面积、近距离的3A级大型脉冲式太阳模拟器,对椭球面矩形反射体的曲面系数和曲率,以及光学挡光板的大小、形状、位置等参数进行研究与优化,并制造了大型脉冲式太阳模拟器原型系统的实物。实测结果表明:在距离光源4 m位置的辐照面(3 m×2 m)上,平均辐照度在1000±5 W/m^(2)时获得的辐照不均匀度及辐照不稳定度分别低至1.86%和0.289%,在300~1200 nm波长范围内的光谱匹配度为0.91~1.08,达到IEC60904-9:2020标准中关于3A级太阳模拟器的要求。该原型系统的成功研制为光伏、育种、航天等领域的应用提供了技术支持和实践经验,为国家碳达峰及碳中和目标的实现提供了助力。

红外光学系统内部热辐射引起的杂散辐射分析

利用LightTools杂散光分析软件,建立一个空间光学系统光学机械结构模型。计算这个系统内部各机械表面辐射能量到达像面的辐射能量的大小,判断出关键表面;通过比较在四种不同的发射率情况下,像面接收到各个表面杂散辐射量的变化规律,得到有用的分析结果来对这个系统提出了初步的措施抑制,并且可以指导其他类似系统的分析和设计。

全光谱日光模拟器的辐照特性仿真研究与优化

以全光谱日光模拟器为对象,利用光学软件LightTools对其辐照特性进行仿真研究。分别建立光源和模拟器的光学系统仿真模型,并将辐照度仿真结果与实验结果进行对比,获得光学基准模型,最终完成模拟器优化。结果显示,利用基准模型可有效预测各工况下日光模拟器的辐照特性;借助该光学基准模型进行日光模拟器的优化设计,确定反射板的最佳宽度与最佳反射角分别为1.2m和20°,在模拟器与辐照面间距为2.0m,只开A组、B组、C组、D组以及灯组全开的工况下,有效辐照面较优化前平均扩大81.6%。

LED路灯光强模拟分布及实验验证

为了使发光二极管(LED)照明灯具发出的光线在路表面的光照度分布更合理,能够更有效地使用有限光能量,现主要针对采用LED的道路照明灯具,用专业的光学系统仿真模拟软件Lighttools进行路面照度分布的模拟,并根据结果进行优化设计,从而设计出合理的外光学系统,并提出一种新型的透射散射元件。根据设计和模拟内容,初步加工成形一个散射元件,并进行了验证实验。结果表明该元件在改善LED道路照明灯具的光强分布性能方面有一定的功效。

PCB曝光机照明系统的均匀性仿真与研究

近年来,电子信息类产品在不断地追求着高性能化,印刷电路板也随之高密度、微线化。紫外线曝光机是印制板制造工艺中的重要设备,而光学曝光作为PCB制作工艺过程中的一个重要环节对光照度的均匀性要求比较严格,现应用非成像光学的设计方法,实现了一种新型的曝光机均匀照明系统,并使用基于蒙特卡罗法的光线追迹软件对该光学系统进行了模拟仿真。实验表明,采用该研究设计的照明系统能够改善PCB曝光机紫外照明光源的配光性能,光强分布均匀稳定、能够满足光学曝光过程对光源的指标要求,具有可操作性。

大功率LED阵列光源的配光设计

通过LightTools软件实现针对大功率LED阵列光源的窄幅配光系统的设计。首先,分析了抛物面反光杯的焦距和出光口径与半峰边角的关系,并由此关系确定了15°半峰边角要求下所需的抛物面反光杯的初始面型参数值;其次,在二次曲面范围内对初始面型的面型常数k做进一步的优化,得到最佳的反光杯面型;再次,改变光源和反光杯焦平面之间的相对位置,来消除光强轴线方向的凹陷;最后,实现了窄幅投光灯的配光设计。该设计方法对不同光束角要求的快速配光设计有一定的指导意义。

超景深鬼像仿真分析方法研究

具有确定相对孔径的光学系统只能对有限景深范围内的物体进行清晰成像。而超出景深范围的物体经过两个光学元件的两次反射之后,聚焦于探测器靶面,形成超景深鬼像光斑,大大降低了对比度。利用Code Ⅴ与LightTools软件对已产生超景深鬼像的光学系统进行了仿真分析,并对产生超景深鬼像的两个光学元件表面进行了定位。仿真结果与产生的现象能够对应,证明该方法正确可行,并可用于其他光学系统。

车灯自由曲面的配光设计

随着现代汽车车灯设计的发展,传统的车灯配光镜由于其设计繁琐,光能利用率较低,且影响汽车美观等缺点,现已逐渐被自由曲面的车灯产品所替代。从汽车前照近光灯国标GB4599-2007出发,在已知光源属性的前提下,利用RefCAD和LightTools设计了一款适用于H7卤素灯的自由曲面反射器,经过对各测试点、区域的照度值的分析,较好地符合了GB4599-2007对近光的要求。该方法能够大大缩短车灯设计周期,为未来大功率LED用于车灯设计提供参考。

手成像装置光源导光组件研究

为解决现有非接触式掌纹采集装置光源面积过大,实用性差的缺点,本文提出一种改进光源模型,设计摄像头与蓝光LED按3×3阵列排列,以减少光源数量及所占面积,并通过在光源上方加装导光组件,扩大光源照射范围并提高照度均匀性,从而捕捉到满足识别要求的完整全手图像。利用Lighttools软件仿真可知,导光组件对照度均匀性均有较大改善。

星地激光通信中地球背景辐射的抑制研究

研究了星地激光通信中地球背景辐射及其抑制技术。推导出了不同轨道处星上终端的地球背景辐射入瞳功率理论公式,提出了固有杂散辐射的概念,并对其作了理论推导。针对一个典型的终端对其地球背景辐射进行了理论计算,并设计了不同形式的遮光系统。最后利用光学仿真软件LightTools对不同轨道高度、不同遮光系统形式的星上终端的杂散辐射进行了仿真,得到了轨道高度以及遮光系统形式对杂散辐射的影响曲线,并对其作了分析。为星地激光通信中星上终端的地球背景辐射提供了理论依据,为星上终端的遮光系统设计提供了仿真依据。