這篇文章介紹了如何
模擬一個部分反射的表面，該表面會根據(jù)指定的散射分布對一部分入射光能量進(jìn)行散射。本文介紹的示例包含部分吸收以及部分鏡面反射的情況。
yqVoedN \CV HtV 簡介
(E,Ibz2G:e s`0IyQXVU OpticStudio為用戶提供了通過使用
鍍膜數(shù)據(jù)使他們的
系統(tǒng)盡可能逼真的能力。在非序列模式下，鍍膜可以添加到任何物體表面，并進(jìn)行編輯，使表面具有所需的反射和透射特性。特別地，部分反射(或選擇性透射)表面可以被模擬成只將一小部分入射能量以特定的分布方式散射。
M"bG(a(6: 本文的示例可以闡述了如何使用朗伯散射和理想膜層來產(chǎn)生所需的效果。
q ]VB}nO 從附件開始，我們將創(chuàng)建和使用一個理想的鍍膜，以利用適當(dāng)?shù)耐繉?散射屬性，創(chuàng)建一個部分反射表面。
#9F>21UU =\oL'> q 建立系統(tǒng)
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假設(shè)我們需要模擬一個表面為部分反射（60%反射）的矩形體 (Rectangle Volume) 物體，并且其中80%的反射光會根據(jù)朗伯 (Lambertian) 分布發(fā)生散射。剩下的20%將發(fā)生鏡面反射。通過使用三個非序列物體，本文的示例可以闡述了如何使用朗伯散射和理想膜層來產(chǎn)生所需的效果。
M&<qGV$A 我們無需從零開始建立模型，請打開附件中的示例文件。在該文件中，一個單
光線光源 (Source Ray) 物體發(fā)出的光線入射到矩形體的表面，其中矩形體的
材料類型為MIRROR。從光源發(fā)出的光線完美的返回到光源并被探測器平面接收。在當(dāng)前系統(tǒng)中，矩形體的表面沒有定義任何膜層或散射屬性。
x 4sIZe+ 通過不考慮偏振的蒙特卡洛光線追跡，單根光線
照明了探測器最中間的像素并且該像素接收到的功率為1W。
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&U 7h9o H sriDta?C z 建立理想膜層
j>uu3ADd2 ek]nLN 有關(guān)在OpticStudio中定義和使用膜層的詳細(xì)信息，請查看幫助系統(tǒng)中的“Defining coatings in OpticStudio”一節(jié)。OpticStudio可以模擬任何類型的
薄膜膜層，其中包括多層電介質(zhì)膜層和金屬膜層等。然而在本文中，我們將只討論如何在OpticStudio中建立和應(yīng)用簡單的理想膜層。
u6Wan*I? 和OpticStudio中的其他膜層相同，理想膜層是通過在膜層文件中定義材料、漸厚層以及膜層等部分的數(shù)據(jù)來進(jìn)行定義的。對于一個理想膜層，其定義語法為：
> ,h{` IDEAL <name> <Transmitted Intensity> <Reflected Intensity>
>d
* `K 理想膜層只需要定義強度的透射系數(shù)和反射系數(shù)，并且該系數(shù)與
波長和入射角無關(guān)。吸收系數(shù)會根據(jù)公式A = 1.0 – T – R來自動進(jìn)行計算以保持能量守恒。
%5DM ew 如果我們想定義一個40%透射60%反射的膜層，并且該系數(shù)與波長及入射角無關(guān)，我們可以使用以下語句進(jìn)行定義：
3,X8 5`v^ IDEAL 60Reflect 0.4 0.6
ezCJq`b 這個膜層可以應(yīng)用在任何使用當(dāng)前膜層文件的OpticStudio設(shè)計當(dāng)中，您可以在系統(tǒng)選項 (System Explorer) > 文件 (Files) 中查看當(dāng)前系統(tǒng)的鍍膜文件：
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C&R U COATING.DAT文件是默認(rèn)的膜層文件，它是ASCII格式的文本文件，其中包括了在OpticStudio中不同類型的膜層數(shù)據(jù)。用戶可以修改該文件來添加用戶自定義膜層。如果對膜層文件進(jìn)行了任何修改或額外的添加，我們建議您將文件另存為一個新的文件名。否則，在OpticStudio進(jìn)行版本更新時原有的默認(rèn)膜層文件會被新的默認(rèn)膜層文件覆蓋。
8 H3u" 點擊數(shù)據(jù)庫 (Libraries) > 膜層工具 (Coatings Tools) > 編輯膜層文件 (Edit Coating File) 打開鍍膜文件COATING.DAT。文件中包含多種簡單的理想膜層，但是其中并沒有符合我們在前文中假設(shè)的透射和反射比的膜層。
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6}!1a?X 在本例中，我們需要在反射鏡表面上定義60%的反射。因此，表面的透過率為40%。我們需要插入一個理想的膜層來定義這個百分比：
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&43c/T Sb 當(dāng)新的理想膜層輸入到膜層文件后，將文件以適當(dāng)?shù)拿Q進(jìn)行保存，例如MYCOATING.DAT。需要注意的是，文件的擴展名必須為 .DAT文件，并保存在與COATING.DAT文件相同的路徑下。
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=lN[b T93st<F=R 使用理想膜層
YOj&1ymBZ odC"#Rb 如果想要OpticStudio識別新創(chuàng)建的理想膜層，您必須首先在系統(tǒng)選項中的文件選項卡的膜層文件欄中選擇新創(chuàng)建的膜層文件。
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B]: |;d 我們要在矩形體的前表面使用該膜層。首先打開物體2的物體屬性 (Object Properties)，選擇膜層/散射 (Coating/Scattering) 選項卡。該選項卡下的第一項輸入欄為物體的表面 (Face)。對于矩形體物體來說一共包含三個表面組：0，表示側(cè)面；1，表示前面；2，表示后面。
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F",TP,X 因此，物體的不同表面可以定義不同的膜層和散射屬性。對于本例來說，選擇表面1，前表面。
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