如何在LightTools中定义面光源的角度分布?

LightTools 中,面光源(Surface Source)的角度分布和空间分布是定义其发光特性的核心参数,直接影响光线的发射方向和表面发光强度的分布模式。其中,光源的角度分布会控制光源的强度分布,即发射光的强度随角度的变化规律。

本示例将探讨面光源的几种角度分布类型,并通过强度切片来进行分析,以展示如何控制光源的角度分布曲线。

  • 朗伯(默认)

  • 均匀

  • 用户自定义

  • Cos N 次方

  • 高斯

1. 初始模型

打开文件“AngularDisStart.lts”,初始模型包含由6个圆盘面光源(disk surface sources)组成的阵列,每个光源的半径均为0.5毫米,仅从后表面(朝向+z方向的表面)发射光线,且每个光源都有其独特的角度分布。

“正向模拟输入”设置为追踪10,000,000条光线。

模型中包含一个IES A型远场接收器,该接收器会自动以已启用的光源为中心。

2. 添加强度切片

在系统浏览器中右键点击远场接收器,选择“属性”,打开其属性对话框。在“方向”选项卡中,选择测光法 IES 类型A

LightTools 支持 IES 测光类型 A C,会影响远场接收器和表面接收器的强度网格,型和 B 型将网格的(0,0)点置于网格中心的“赤道”位置,其中A型的“极点”沿垂直方向分布,数据范围具有对称性,常用于汽车照明应用场景;B型的“极点”沿水平方向分布,数据范围也具有对称性,常用于户外照明应用场景,是表面接收器的默认测光类型。型将网格的(0,0)点置于极点位置,适用于旋转对称系统,常用于通用照明应用场景,该测光类型是远场接收器的默认方向。

从树状结构中选择“正向模拟”,在“分析”选项卡中,选择“强度切片”并点击“应用”。

3. 角度分布类型

3.1 朗伯角度分布

从光源射出的光的强度会按照
的函数关系衰减,亮度(辐射度)与观察角度无关,例如表面温度恒定、发射热辐射的平面黑体。

朗伯光源可用于任何类型的面光源,应用范围十分广泛,大多数 LED 的发光区域发出的光本质上呈朗伯分布;气体放电灯(如氙灯)可通过构造设计实现朗伯分布;在汽车领域有具有近朗伯分布的 LED 被用于车头灯和尾灯;在科技领域,LED 被用作电视、手机、笔记本电脑等设备的 LCD 屏幕的背景照明光源。

步骤:

1)在系统浏览器中依次展开“照明管理器光源列表 > Lambertian”,双击该光源,打开“属性”窗口。在“出射度”选项卡中,有一个用于选择“角度分布”的选项。点击下拉菜单,已选中“朗伯”。

2)点击3D视图中的“!”图标运行模拟。

3)通过依次点击“分析 > 强度显示剖切图”打开强度切片图表(默认图表类型为二维极坐标图)。在该页面的下拉菜单中选择“图表类型 > 二维笛卡尔”。

极坐标图和笛卡尔坐标图展示的数据相同,但二维笛卡尔坐标图能更直观地了解强度函数的变化规(注意强度随cos(θ)的函数关系衰减

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