[LightTools] Back light 광학 시뮬레이션 해석 순서. (광원 설정 / 프레넬 방정식/ 확산광 BSDF / 리시버 설정)

** 참고 자료 및 출처

    - Light tools 기초 모던 하이테크 (주병운 교수님)

    

 

 

 

1. Model 그리기 (CAD system을 활용)

 

2. Model 파라미터 넣기 (파라미터의 정확도에 따라 해석 정확도가 결정됨)

 

  2-1. 광원 설정 (Source List)

 

1) 광 계측 장비
출사광 측정기(EZ-contrast), Hz-meter, 분광기, 면 휘도 측정기, BSDF 측정기 등

 

2) 미세 패턴 형상 계측 장비
SEM, 광학현미경, 3D 표면 형상 측정기 등

 

** Fresnel 방정식 (Fresnel Equation) : Fresnel 계면은 균일하고 평평하다고 가정

 : 빛이 한 매질에서 다른 매질로 투과할 때 계면에서 반사 또는 투과 진폭을 입사 진폭으로 나눈 값

 

File:Partial transmittance.gif - Wikimedia Commons

* Flat 광학 계면 처리 (ex. 도광판) : Smooth optical - Fresnel loss로 설정

  >> 사용자가 설정한 반사/투과 값을 Fresnel 반사, Fresnel 투과 값으로 대체해줌

 

* 프레넬 방정식 계산기 : https://www.fxsolver.com/solve/

 

   1) Privary wave (P파) : 전기장이 입사 평면에 수평인 파동

   2) Secondary wave (S파) : 전기장이 입사 평면에 수직인 파동

   3) Evanescent wave (소멸파) : 경계면으로부터 거리가 증가함에 따라 급격히 사라지는 파

 

 

반응형

 

광학 해석은 다수 면에서의 확산광(Scattering)의 합으로 결정

확산광을 이용하는 것이므로 반드시 실험에 근거한 모델 파라미터를 추출해내야 함

 ** BSDF : Bidirectional Scattering Distribution Function = BRDF + BTDF
   - BRDF : Bidirectional Reflective Distribution Function
   - BTDF : Bidirectional Transmissive Distribution Function

 1) BSDF 결정 인자

   - 입사각(Angle of incidence : AOI)

   - 빛의 파장

   - 광학 재료의 굴절율

   - 빛의 입사 평면

   - 빛의 입사 방향 (Front/ Back)

 2) Light tools에서 BSDF 구현

Sample full (2D grid) BSDF scans (Light Tools)

 3) BSDF 측정 
   - 측정기 : BSDF 계측기 (RT300S)
   - 측정 대상 : White reflection film
   - 측정 범위 
     1) Incident angle
        - Polar : =0 ~ 70˚
        - Azimuth : = 0 ~ 360˚
     2) Sample Stage : 150mm in diameter (Max. 150 x 150 mm)
     3) Light Sources
        - Tungsten Halogen
        - Laser : 645 and 530 nm
     4) Illumination Spot Size
        - TunstenHalogen : Less than 8 mm
        - Laser Source : Less than 1 mm
   - 측정 결과

Intensity distribution of 'White reflection film'

Measured BRDF of white reflection film

** 비교 : Measured BSDF of diffuse film

 

 

3. Receiver 달기

 

  - 조도(Illuminance) : Default

  - 휘도(Luminance) : Spatial lum meter (크기가 너무 크지 않게 함)

  - 각 휘도(Angular luminance) : Angular lum meter (분해능이 너무 높지 않게)

  - 광도(Intensity)

 

** Save ray data 해제 : 시뮬레이션 속도 개선됨

 

 

4. 해석(Simulation) 실행

  - Ray Trace - Simulation input.. - Enable Forward Simulation - Begin forward simulation

 

 

5. 해석의 결과 : Receiver (조도/휘도/각 휘도/광도)

- Analysis에서 각각의 Receiver를 눌러 확인

 

 

6. 결과 저장 후 측정값과 비교하기

7. 정리 및 토의